明 細 書 Specification
含フッ素化合物、その製造方法、その用途、表面張力低下方法、および 樹脂表面改質方法 Fluorine-containing compound, production method thereof, use thereof, surface tension reduction method, and resin surface modification method
技術分野 Technical field
[0001] 本発明は、含フッ素化合物、その製造方法、含フッ素化合物の用途、含フッ素化合 物を用いた表面張力低下方法、および榭脂表面改質方法に関する。 [0001] The present invention relates to a fluorine-containing compound, a method for producing the same, a use of the fluorine-containing compound, a surface tension reducing method using a fluorine-containing compound, and a resin surface modifying method.
本願は、 2005年 9月 16日に出願された日本国特許出願第 2005— 269974号に 対し優先権を主張し、その内容をここに援用する。 This application claims priority to Japanese Patent Application No. 2005-269974 filed on September 16, 2005, the contents of which are incorporated herein by reference.
背景技術 Background art
[0002] 含フッ素アルキル基を疎水基として有する含フッ素化合物は、表面張力の低下能が 高いことから、界面活性剤としてコーティング用組成物等に添加されることで、優れた 浸透性、濡れ性、レべリング性等の効果を発揮する。該含フッ素化合物は、これまで 各種の構造のものが提案されて 、る。 [0002] A fluorine-containing compound having a fluorine-containing alkyl group as a hydrophobic group has a high ability to reduce surface tension. Therefore, when it is added as a surfactant to a coating composition, it has excellent permeability and wettability. And exerts effects such as leveling. As the fluorine-containing compound, various structures have been proposed so far.
[0003] 通常の含フッ素化合物は、水に溶けにくいという性質を有している。親水性を有す る含フッ素化合物としては、親水基にイオン性を持たせた含フッ素化合物が知られて いる。しかし、該含フッ素化合物は、有機溶媒に対する溶解性を持たなくなる。 [0003] Ordinary fluorine-containing compounds have the property of being hardly soluble in water. As fluorine-containing compounds having hydrophilicity, fluorine-containing compounds in which hydrophilic groups are made ionic are known. However, the fluorine-containing compound does not have solubility in an organic solvent.
[0004] 親水性を有する他の含フッ素化合物としては、ォキシアルキレン基を有する含フッ 素化合物が知られている(特許文献 1)。該含フッ素化合物は、親水性が向上するも のの、表面張力の低下能が劣る。 [0004] As another fluorine-containing compound having hydrophilicity, a fluorine-containing compound having an oxyalkylene group is known (Patent Document 1). Although the fluorine-containing compound is improved in hydrophilicity, the ability to reduce surface tension is poor.
特許文献 1 :特開平 04— 145041号公報 Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open No. 04-145041
発明の開示 Disclosure of the invention
発明が解決しょうとする課題 Problems to be solved by the invention
[0005] 本発明は、表面張力の低下能および水への溶解性に優れる含フッ素化合物、その 製造方法、その用途、表面張力低下方法、および榭脂表面改質方法を提供する。 課題を解決するための手段 [0005] The present invention provides a fluorine-containing compound having excellent ability to reduce surface tension and solubility in water, a method for producing the same, a use thereof, a method for reducing surface tension, and a method for modifying the surface of a resin. Means for solving the problem
[0006] 本発明の含フッ素化合物は、下式 (I)で表される含フッ素化合物である。 [0006] The fluorine-containing compound of the present invention is a fluorine-containing compound represented by the following formula (I).
[0007] [化 1]
…([0007] [Chemical 1] … (
[0008] ただし、 J5は水素原子、炭素数 1〜: LOのアルキル基、または—Z5—0— (AkO) n5[0008] However, J 5 is a hydrogen atom, carbon number 1 to: LO alkyl group, or —Z 5 —0— (AkO) n5
— X5— R5を示し、 J6は水素原子、炭素数 1〜10のアルキル基、または— Z6— O— ( AkO) — X6— R6を示し、 AkOはォキシアルキレン基を示し、 R'-R6は水素原子 n6 — X 5 — R 5 ; J 6 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or — Z 6 — O— (AkO) — X 6 — R 6 , AkO represents an oxyalkylene group R'-R 6 is a hydrogen atom n6
または 1価の有機基を示し、!^〜 の少なくとも 1つはエーテル性酸素原子を有して いてもよい炭素数 1〜12の含フッ素アルキル基であり、 mは 0〜20の整数を示し、 nl 〜n6は 0〜20の整数を示し、 nl +n2+n3+n4+n5+n6 >0であり、 Χ Χ6は単 結合または二価の連結基を示し、 ζ3〜ζ6は単結合またはメチレン基を示す。 Or a monovalent organic group! At least one of ^ to is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 12 carbon atoms which may have an etheric oxygen atom, m represents an integer of 0 to 20, and nl to n6 represent an integer of 0 to 20 Nl + n2 + n3 + n4 + n5 + n6> 0, Χ Χ 6 represents a single bond or a divalent linking group, and ζ 3 to ζ 6 represent a single bond or a methylene group.
[0009] 本発明の含フッ素化合物は、下式 (I 1)で表される含フッ素化合物であることが好 ましい。 [0009] The fluorine-containing compound of the present invention is preferably a fluorine-containing compound represented by the following formula (I1).
[0010] [化 2] …(卜 I ) [0010] [Chemical 2]… (卜 I)
[0011] ただし、 AkOはォキシアルキレン基を示し、 I^〜R4は水素原子または 1価の有機 基を示し、 I^〜R4の少なくとも 1つはエーテル性酸素原子を有していてもよい炭素数 1〜 12の含フッ素アルキル基であり、 mは 0〜20の整数を示し、 nl〜n4は 0〜20の 整数を示し、 nl +n2+n3+n4>0であり、 xi X4は単結合または二価の連結基を 示す。 [0011] However, AkO represents an oxyalkylene group, I ^ to R 4 represent a hydrogen atom or a monovalent organic group, and at least one of I ^ to R 4 has an etheric oxygen atom. A fluorine-containing alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, m represents an integer of 0 to 20, nl to n4 represents an integer of 0 to 20, nl + n2 + n3 + n4> 0, and xi X 4 represents a single bond or a divalent linking group.
なお、式 (I)または式 (1—1)中に存在する nlから n6の合計が 4〜50であることが 好ましい。 The total of nl to n6 present in the formula (I) or the formula (1-1) is preferably 4 to 50.
また、式 (1—1)で示される含フッ素化合物において、 R1— X1—、 R2— X2—、 R3— XIn the fluorine-containing compound represented by the formula (1-1), R 1 — X 1 —, R 2 — X 2 —, R 3 — X
3—、 R4— X4—は水素原子または Rf— (CH ) p— CH (OH)— CH— Y— (ここで p 3 —, R 4 — X 4 — is a hydrogen atom or Rf— (CH) p— CH (OH) — CH— Y— (where p
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は 0〜16の整数を示し、 Rfは炭素数 3〜 12のパーフルォロアルキル基を示し、 Yは 単結合または二価の連結基を示す)であり、 R1— X1—、 R2— X2—、 R3— X3—、 R4- X4 の少なくとも 1つは Rf— (CH ) p— CH (OH)— CH— Y—であり、 mは 1〜3の
整数を示し、 nl +n2+n3+n4は 4〜50であることが好ましい。 Represents an integer of 0 to 16, Rf represents a perfluoroalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, Y represents a single bond or a divalent linking group), and R 1 — X 1 —, R 2 — X 2 —, R 3 — X 3 —, at least one of R 4 -X 4 is Rf— (CH) p— CH (OH) — CH— Y—, and m is 1 to 3 An integer is shown, and nl + n2 + n3 + n4 is preferably 4-50.
[0012] 本発明の含フッ素化合物の製造方法は、グリセリンまたはポリグリセリンにアルキレ ンォキシドを付加させて得られたアルキレンォキシド付加物の末端の水酸基に、エー テル性酸素原子を有して 、てもよ 、炭素数 1〜 12の含フッ素アルキル基を有するィ匕 合物を反応させて上式 (I 1)で表される含フッ素化合物を得る方法である。なお、 本明細書において、「ポリグリセリン」とは、「HO-(CH CH(OH)CH 0)n-H」で表される [0012] The method for producing a fluorine-containing compound of the present invention comprises an etheric oxygen atom at the terminal hydroxyl group of an alkylene oxide adduct obtained by adding an alkylene oxide to glycerol or polyglycerol. Alternatively, a fluorine-containing compound represented by the above formula (I 1) is obtained by reacting a compound having a fluorine-containing alkyl group having 1 to 12 carbon atoms. In the present specification, “polyglycerin” is represented by “HO— (CH 2 CH (OH) CH 0) n—H”.
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グリセリン誘導体にお!、て、 n=2以上の化合物を意味する。 For glycerin derivatives, it means compounds with n = 2 or more.
また、本発明の含フッ素化合物の製造方法は、エーテル性酸素原子を有していて もよい炭素数 1〜 12の含フッ素アルキル基を有する化合物にアルキレンォキシドを付 カロさせて得られたアルキレンォキシド付加物の末端の水酸基に、グリセリンまたはポリ グリセリンを反応させて上式 (I 1)で表される含フッ素化合物を得る方法である。 In addition, the method for producing a fluorine-containing compound of the present invention includes an alkylene obtained by adding an alkylene oxide to a compound having a fluorine-containing alkyl group having 1 to 12 carbon atoms which may have an etheric oxygen atom. This is a method for obtaining a fluorine-containing compound represented by the above formula (I1) by reacting glycerin or polyglycerin with the terminal hydroxyl group of an oxide adduct.
[0013] 本発明の界面活性剤は、本発明の含フッ素化合物を含有するものである。 [0013] The surfactant of the present invention contains the fluorine-containing compound of the present invention.
本発明のレべリング剤は、本発明の含フッ素化合物を含有するものである。 本発明の防霧剤は、本発明の含フッ素化合物を含有するものである。 The leveling agent of the present invention contains the fluorine-containing compound of the present invention. The anti-fogging agent of the present invention contains the fluorine-containing compound of the present invention.
[0014] 本発明の表面張力低下方法は、本発明の含フッ素化合物を液体に添加して液体 の表面張力を低下させる方法である。 [0014] The surface tension reducing method of the present invention is a method of reducing the surface tension of a liquid by adding the fluorine-containing compound of the present invention to the liquid.
本発明の榭脂表面改質方法は、本発明の含フッ素化合物を榭脂に添加して榭脂 表面を改質する方法である。 The resin surface modification method of the present invention is a method of modifying the resin surface by adding the fluorine-containing compound of the present invention to the resin.
発明の効果 The invention's effect
[0015] 本発明の含フッ素化合物は、従来の含フッ素化合物に比べ、表面張力の低下能お よび水への溶解性に優れる。 [0015] The fluorine-containing compound of the present invention is superior in surface tension reducing ability and water solubility compared to conventional fluorine-containing compounds.
本発明の含フッ素化合物の製造方法によれば、表面張力の低下能および水への 溶解性に優れる含フッ素化合物を、少ない工程でかつ効率的に製造できる。 According to the method for producing a fluorine-containing compound of the present invention, a fluorine-containing compound having excellent ability to reduce surface tension and solubility in water can be produced efficiently with few steps.
[0016] 本発明の界面活性剤は、従来の界面活性剤に比べ、表面張力の低下能および水 への溶解性に優れる。 [0016] The surfactant of the present invention is superior in surface tension reducing ability and water solubility compared to conventional surfactants.
本発明のレべリング剤は、コーティング材料、レジスト、水ガラス、洗浄剤、エツチン グ液、めっき液、接着剤、防鲭剤、農薬等の組成物に対し容易に溶解するため、他 の組成物の存在に影響を受けることなぐレべリング性能を付与できる。
本発明の防霧剤は、表面移行性が高ぐフィルムの防霧性能をすばやく発現させる ことができる。また、防曇性能等、他の機能を阻害しないで防霧性能を発現させること ができる。 The leveling agent of the present invention easily dissolves in compositions such as coating materials, resists, water glass, cleaning agents, etching solutions, plating solutions, adhesives, antifungal agents, and agricultural chemicals. Leveling performance that is not affected by the presence of objects can be imparted. The anti-fogging agent of the present invention can quickly develop the anti-fogging performance of a film having high surface transferability. In addition, the anti-fogging performance can be exhibited without inhibiting other functions such as anti-fogging performance.
[0017] 本発明の表面張力低下方法によれば、液体の溶媒組成に制限されずに液体の表 面張力を下げることができ、その表面張力低下能力により、液体にレべリング性、浸 透性、起泡性、洗浄性、乳化性等の機能を付与できる。 [0017] According to the surface tension lowering method of the present invention, the surface tension of the liquid can be lowered without being limited by the solvent composition of the liquid. Functions such as property, foamability, detergency and emulsification can be imparted.
本発明の榭脂表面改質方法によれば、多種の榭脂に、帯電防止性、防霧性、防曇 性、撥水性、潤滑性等の機能を付与できる。 According to the surface modification method of the present invention, functions such as antistatic properties, antifogging properties, antifogging properties, water repellency and lubricity can be imparted to various types of resins.
発明を実施するための最良の形態 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0018] (含フッ素化合物) [0018] (Fluorine-containing compound)
本発明の含フッ素化合物は、下式 (I)で表される含フッ素化合物 (以下、化合物 (I) と記す。)である。 The fluorine-containing compound of the present invention is a fluorine-containing compound represented by the following formula (I) (hereinafter referred to as compound (I)).
[0019] [化 3]
[0019] [Chemical 3]
[0020] J5は水素原子、炭素数 1〜: LOのアルキル基、または— Z5—0— (AkO) — X5— R5 n5 を示し、 J6は水素原子、炭素数 1〜: L0のアルキル基、または— Z6— O— (AkO) - n6[0020] J 5 represents a hydrogen atom, carbon number 1 to: LO alkyl group, or —Z 5 —0— (AkO) — X 5 — R 5 n5, J 6 represents a hydrogen atom, carbon number 1 to: L0 alkyl group, or — Z 6 — O— (AkO)-n6
X6-R6を示す。 X 6 -R 6 is shown.
[0021] AkOは、ォキシアルキレン基を示し、合成の容易さの点で、ォキシエチレン基また はォキシプロピレン基が好ましぐ水への溶解性の点で、ォキシエチレン基が特に好 ましい。複数の AkOからなるォキシアルキレン鎖は、 1種の AkO力 構成されていて もよぐ 2種以上の AkOカゝら構成されていてもよい。また、各ォキシアルキレン鎖は、 同一の構造のものであってもよぐ異なる構造のものであってもよい。 [0021] AkO represents an oxyalkylene group, and from the viewpoint of ease of synthesis, an oxyethylene group is particularly preferable from the viewpoint of solubility in water, which is preferably an oxyethylene group or an oxypropylene group. The oxyalkylene chain composed of a plurality of AkOs may be composed of one or more AkO forces and may be composed of two or more AkO chains. Each oxyalkylene chain may have the same structure or a different structure.
[0022] R'-R6は水素原子または 1価の有機基を示し、!^〜 の少なくとも 1つは炭素数 1〜 12の含フッ素アルキル基である。 [0022] R'-R 6 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group; At least one of ^ ~ is a fluorine-containing alkyl group having 1-12 carbon atoms.
含フッ素アルキル基とは、アルキル基中の水素原子の少なくとも 1つがフッ素原子 に置換されている基を意味する。含フッ素アルキル基中の炭素原子は、すべて単結
合で連結している。含フッ素アルキル基は、炭素原子と炭素原子の間にエーテル性 酸素原子が挿入されて 、てもよ 、。 The fluorine-containing alkyl group means a group in which at least one hydrogen atom in the alkyl group is substituted with a fluorine atom. All the carbon atoms in the fluorine-containing alkyl group are single bonds. Connected together. The fluorine-containing alkyl group may have an etheric oxygen atom inserted between carbon atoms.
[0023] 含フッ素アルキル基としては、表面張力の低下能の点で、直鎖状の含フッ素アルキ ル基が好ましい。 [0023] The fluorine-containing alkyl group is preferably a linear fluorine-containing alkyl group from the viewpoint of the ability to reduce surface tension.
含フッ素アルキル基としては、表面張力の低下能の点で、パーフルォロアルキル基 が好ましい。 The fluorine-containing alkyl group is preferably a perfluoroalkyl group from the viewpoint of the ability to reduce the surface tension.
含フッ素アルキル基としては、合成の容易さ、および表面張力の低下能の点で、テ ロメリゼーシヨン法により調製された直鎖状のパーフルォロアルキル基が特に好まし い。 As the fluorine-containing alkyl group, a linear perfluoroalkyl group prepared by a telomerization method is particularly preferred from the viewpoint of ease of synthesis and ability to reduce surface tension.
含フッ素アルキル基の炭素数は、水への溶解性、および表面張力の低下能の点で 、 3〜12が好ましぐ 4〜10がより好ましぐ 4〜6が特に好ましい。 The number of carbon atoms of the fluorine-containing alkyl group is preferably 3-12, more preferably 4-10, and particularly preferably 4-6, from the viewpoints of solubility in water and ability to reduce surface tension.
[0024] 1価の有機基は、化合物 (I)の水への溶解性を損なわな 、ものであれば、特に制限 されない。 [0024] The monovalent organic group is not particularly limited as long as it does not impair the solubility of compound (I) in water.
!^〜 のうち、含フッ素アルキル基でない部分は、親水性の発現、および合成の 容易さの点で、水素原子または炭素数 1〜12のアルキル基が好ましぐ水素原子ま たは炭素数 1〜4のアルキル基がより好ましぐ水素原子が特に好ましい。化合物 (I) および化合物(1- 1)の!^〜 において、含フッ素アルキル基である部分の数は、 1 〜3であることが好ましぐ特に 1〜2であることが好ましい。またィ匕合物 (I)およびィ匕合 物 (1- 1)が混合物である場合は、平均として、 1〜3であることが好ましぐ特に 1〜2. 5であることが好まし 、。含フッ素アルキル基である部分の数が上記の範囲であると水 溶性が良好になり好ましい。 ! The portion of ^ ~ that is not a fluorine-containing alkyl group is a hydrogen atom or a carbon atom 1 that is preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms in terms of hydrophilicity and ease of synthesis. Particularly preferred is a hydrogen atom, with ~ 4 alkyl groups being more preferred. Of compound (I) and compound (1-1)! In ^ ˜, the number of the moiety that is a fluorine-containing alkyl group is preferably 1 to 3, particularly preferably 1 to 2. In addition, when the compound (I) and the compound (1-1) are a mixture, the average is preferably 1 to 3, and more preferably 1 to 2.5. ,. When the number of the fluorine-containing alkyl group is within the above range, the water solubility is improved, which is preferable.
[0025] mは、 0〜20の整数を示す。化合物(I)が扱 、やす 、粘性を示し、また、原料が巿 販品で容易に入手できる点で、 mは、 0〜: LOが好ましぐ 0〜3がより好ましぐ 1〜3 が特に好ましい。 [0025] m represents an integer of 0 to 20. M is 0 to: LO is preferred 0 to 3 is more preferred 1 to 3 in that compound (I) is easy to handle, exhibits viscosity, and is readily available as a commercial product. Is particularly preferred.
[0026] nl〜n6は、 0〜20の整数を示し、 nl +n2+n3+n4+n5+n6 >0である。溶媒と の親和性が発現しやすぐ表面張力の低下能が良好である点で、 nl +n2+n3+n 4+η5+η6は、 4〜50力 子ましく、特に 10〜30力好ましい。なお、 nl〜n6の合計 については、存在する nl〜n6が対象となる。具体的には、 η5および η6が存在しな
い場合は、 nl+n2+n3+n4>0であり、 nl+n2+n3+n4は 4〜50が好ましい。 同様に、 n3、 n5および n6が存在しない場合は、 nl+n2+n4>0であり、 nl+n2+n 4は 4〜50が好ましい。 nl〜n6の値が上記のとおりであると、水溶性が良好であり、 界面活性剤ゃレべリング剤等として用いる場合に好ま 、。 [0026] nl to n6 represent an integer of 0 to 20, and nl + n2 + n3 + n4 + n5 + n6> 0. Nl + n2 + n3 + n 4 + η5 + η6 is 4 to 50 forces, especially 10 to 30 forces, because it has good affinity with the solvent and has a good ability to lower the surface tension. . For the total of nl to n6, existing nl to n6 are targeted. Specifically, η5 and η6 do not exist. Nl + n2 + n3 + n4> 0, and nl + n2 + n3 + n4 is preferably 4-50. Similarly, when n3, n5 and n6 are not present, nl + n2 + n4> 0 and nl + n2 + n4 is preferably 4-50. When the values of nl to n6 are as described above, the water solubility is good, and it is preferable when the surfactant is used as a leveling agent or the like.
[0027] 〜 6は、単結合または二価の連結基を示す。 〜 6としては、単結合、表 1、 表 2にその具体例を示す—(CH )q―、—(CH )p— CO—、—(CH )p— CH(OH [0027] ~ 6 represents a single bond or a divalent linking group. ~ 6 are single bonds, Tables 1 and 2 show specific examples of — (CH 2) q—, — (CH 2) p—CO—, — (CH 2) p—CH (OH
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) -CH一、 一 (CH )p-CH(CH OH)—CH -、 一 (CH )p— 0— CH—CH( ) -CH One, One (CH) p-CH (CH OH) —CH-, One (CH) p— 0— CH—CH (
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OH)— CH—、 - (CH )q— O— CO— (CH )r—、 - (CH )q— S— (CH )r—、 OH) — CH—,-(CH) q— O— CO— (CH) r—,-(CH) q— S— (CH) r—,
2 2 2 2 2 一 SO—、 一 SO -N((CH )pH)—(CH )q—、 一 SO— N((CH )pH)—(CH 2 2 2 2 2 One SO—, One SO —N ((CH 2) pH) — (CH 2) q—, One SO—N ((CH 2) pH) — (CH
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)q— CO—、(ここで、 pは 0〜16の整数を示し、 qは 1〜16の整数を示し、 rは 1〜16 の整数を示す。 (CH )pまたは(CH )qで表されるアルキレン基は分岐構造を有して ) q—CO—, wherein p represents an integer from 0 to 16, q represents an integer from 1 to 16, and r represents an integer from 1 to 16. (CH) p or (CH) q The alkylene group represented has a branched structure
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いても良い)、等の基が挙げられる。また、含フッ素アルキル基である!^〜 に結合 した 〜 6は、原料調製および合成の容易さの点で、単結合以外の連結基が好ま しぐ - (CH )q―、 - (CH )p— CO—、 - (CH )p— CH(OH)— CH―、 - (CH Group), etc. may be mentioned. It is also a fluorine-containing alkyl group! ^ ~ Bound to ~ 6 is preferably a linking group other than a single bond in terms of ease of raw material preparation and synthesis-(CH) q-,-(CH) p- CO-,-(CH) p— CH (OH) — CH—,-(CH
2 2 2 2 2 2 2 2
)p-0-CH -CH(OH)-CH一、 一 (CH )q— S—(CH )r—、 一SO—、 一S ) p-0-CH -CH (OH) -CH One, one (CH) q— S— (CH) r—, One SO—, One S
2 2 2 2 2 22 2 2 2 2 2
O -N((CH )pH) - (CH )q—がより好ましい。これらの具体例としては表 2に示さO 2 —N ((CH 2) pH) − (CH 2) q— is more preferable. Examples of these are shown in Table 2.
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れる(2— 1)〜(2— 6)、 (2-9), (2— 10)、(2— 15)、(2— 20)、(2— 23)の基が 含まれる。特に好ましい基は—(CH )p— CH(OH)― CH—である。―(CH )p— (2-1) to (2-6), (2-9), (2-10), (2-15), (2-20), and (2-23) groups are included. A particularly preferred group is — (CH 2) p—CH (OH) —CH—. ― (CH) p―
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CH(OH) -CH一において、 pとしては 1〜3が好ましぐ特に 1が好ましい。 In CH (OH) 2 -CH 1, 1 to 3 is preferable as p, and 1 is particularly preferable.
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また、 〜 6は具体例として示したものに限定されず、複数の連結基が組み合わさ つた構造でも構わない。そのような構造としては—(CH )p— CH(OH)― CH― Y Also, 1-6 is not limited to those shown as specific examples, it may be a ivy structure combination of a plurality of linking groups. Such a structure is-(CH) p- CH (OH)-CH- Y
2 2 一 (Υは単結合または二価の連結基)等が挙げられる。この場合、 Υの二価の連結 基の例としてはァミン等の連結基が挙げられる。―(CH )p-CH(OH)-CH― Y 2 2 1 (Υ is a single bond or a divalent linking group). In this case, examples of the divalent linking group of Υ include linking groups such as amine. ― (CH) p-CH (OH) -CH― Y
2 2 一において、 pとしては 1〜3が好ましぐ特に 1が好ましい。なお、 Yが単結合の場合 は、前述の一(CH )p— CH(OH)― CH—となる。 2 1 In p, 1 to 3 is preferred as p, and 1 is particularly preferred. In addition, when Y is a single bond, it becomes one (CH 2) p—CH (OH) —CH— described above.
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[0028] [表 1]
2]
[0028] [Table 1] 2]
[0030] Z3〜Z6は、単結合またはメチレン基を示す。 [0030] Z 3 ~Z 6 represents a single bond or a methylene group.
[0031] 化合物 (I)としては、下式 (I 1)で表される含フッ素化合物(以下、化合物 (I 1)と 記す。)が好ましい。化合物 (1—1)は、化合物 (I)の J5および J6として水素原子を選択 し、 z3および z4として単結合を選択したものである。 [0031] The compound (I) is preferably a fluorine-containing compound represented by the following formula (I 1) (hereinafter referred to as compound (I 1)). Compound (1-1) is a compound (I) in which hydrogen atoms are selected as J 5 and J 6 and single bonds are selected as z 3 and z 4 .
[0032] [化 4] . . . (j -i) [0032] [Chemical 4]... (J -i)
[0033] ただし、 AkOはォキシアルキレン基を示し、 I^〜R4は水素原子または 1価の有機 基を示し、 I^〜R4の少なくとも 1つはエーテル性酸素原子を有していてもよい炭素数
1〜 12の含フッ素アルキル基であり、 mは 0〜20の整数を示し、 nl〜n4は 0〜20の 整数を示し、 nl +n2+n3+n4>0であり、 xi X4は単結合または二価の連結基を 示す。 [0033] However, AkO represents an oxyalkylene group, I ^ to R 4 represent a hydrogen atom or a monovalent organic group, and at least one of I ^ to R 4 has an etheric oxygen atom. Good carbon number 1 to 12 fluorine-containing alkyl groups, m represents an integer of 0 to 20, nl to n4 represents an integer of 0 to 20, nl + n2 + n3 + n4> 0, and xi X 4 is a single Indicates a bond or a divalent linking group.
[0034] (含フッ素化合物の製造方法) [0034] (Method for producing fluorine-containing compound)
化合物 (1—1)の製造方法としては、グリセリンまたはポリグリセリンにアルキレンォキ シドを付加させてアルキレンォキシド付加物を得て、ついで、該アルキレンォキシド付 加物の末端の水酸基に、エーテル性酸素原子を有していてもよい炭素数 1〜12の 含フッ素アルキル基を有する化合物を反応させる方法が挙げられる。 As a method for producing the compound (1-1), an alkylene oxide is added to glycerin or polyglycerin to obtain an alkylene oxide adduct, and then an etheric oxygen is added to the terminal hydroxyl group of the alkylene oxide adduct. The method of making the compound which has a C1-C12 fluorine-containing alkyl group which may have an atom react is mentioned.
[0035] グリセリンのアルキレンォキシド付加物は、例えば、アルキレンォキシドがエチレン ォキシドの場合、グリセリンまたはポリグリセリンに、塩基の触媒存在下でエチレンォ キシドガスを吹き込むことにより得ることができる。その際、エチレンォキシドの付加モ ル数は吹き込むガスの量で調整できる。また、 日本油脂社製のュ-オックス G— 450 、ュ-オール TG— 330 (1000、 2000、 3000、 4000)等として市販されており、容 易に入手できる。 [0035] The alkylene oxide adduct of glycerin can be obtained, for example, by blowing ethylene oxide gas into glycerin or polyglycerin in the presence of a base catalyst when the alkylene oxide is ethylene oxide. At that time, the number of added moles of ethylene oxide can be adjusted by the amount of gas blown. In addition, they are commercially available as New Ox G-450, New TG-330 (1000, 2000, 3000, 4000) manufactured by Nippon Oil and Fats Co., Ltd., and can be easily obtained.
ジグリセリンのアルキレンォキシド付加物は、阪本薬品工業社製の SC— E450 (75 0、 1000、 1500、 2000) , SC-P400 (750, 1000、 1200、 1600)等として巿販さ れており、容易に入手できる。 Diglycerin alkylene oxide adducts are sold as SC-E450 (750, 1000, 1500, 2000), SC-P400 (750, 1000, 1200, 1600) by Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd. Easy to obtain.
[0036] 含フッ素アルキル基を有する化合物としては、パーフルォロアルキル基を有する化 合物が好ましぐ表 3に示す構造 (または基)を有する化合物が特に好ましい。 Rf基 は、炭素数 3〜 12のパーフルォロアルキル基であり、 pは 0〜16の整数を示し、 qは 1 〜16の整数を示し、 rは 1〜16の整数を示し、 Zは塩素、臭素、ヨウ素のいずれかの 原子である。ただし、式 (I 1)の化合物を合成できるものであれば、以下の化合物に は限定されない。 [0036] The compound having a fluorine-containing alkyl group is particularly preferably a compound having the structure (or group) shown in Table 3, which is preferably a compound having a perfluoroalkyl group. Rf group is a perfluoroalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, p represents an integer of 0 to 16, q represents an integer of 1 to 16, r represents an integer of 1 to 16, Z Is an atom of chlorine, bromine or iodine. However, the compound is not limited to the following compounds as long as the compound of the formula (I 1) can be synthesized.
[0037] [表 3]
(3-1) Rf(CH2)pC00H (3-2) RffCHaJqZ [0037] [Table 3] (3-1) Rf (CH2) p C00H (3-2) RffCHaJqZ
RfiCHs)^-^ RfiCHs) ^-^
(3-3) Rf(CH2)p0H (3-4) (3-3) Rf (CH 2 ) p 0H (3-4)
0 0
Rf(CH2)「0~^\ 1 Rf (CH 2 ) `` 0 ~ ^ \ 1
(3-5) (3-fi) Rf— (CH2)q - S—{CHz)r— z (3-5) (3-fi) Rf— (CH 2 ) q-S— (CHz) r— z
0 0
0 (CH2)pH 0 (CH 2 ) pH
(3-7) (3-8) Rf-S-N- (CH2)q-OH (3-7) (3-8) Rf-SN- (CH 2 ) q-OH
II II
0 0
1 1
[0038] 含フッ素アルキル基を有する化合物としては、(3— 1)〜(3— 5)の化合物が好まし ぐ原料の入手のしゃすさ、合成のしゃすさの点で、(3— 1)において pが 0の化合物 、(3— 2)において qが 2の化合物、(3— 3)において pが 1〜3の化合物、(3—4)に おいて pが 1の化合物が特に好ましい。 [0038] As the compound having a fluorine-containing alkyl group, the compounds (3-1) to (3-5) are preferred in view of the availability of raw materials and the synthesizing properties (3-1). In which p is 0, in (3-2) q is 2, in (3-3) p is 1 to 3 in (3-4), and in (3-4) p is 1 in particular.
[0039] アルキレンォキシド付加物と、含フッ素アルキル基を有する化合物との反応(以下、 含フッ素アルキル基導入反応と記す。 )は、溶媒の非存在下で行ってもよぐ溶媒の 存在下で行ってもよい。溶媒としては、原料が溶解するものであればよぐアセトン、 酢酸ェチル、メタノール、エタノール、テトラヒドロフラン (THF)等が挙げられる。製造 工程を簡略ィ匕でき、容積効率も優れることから、溶媒の非存在下で反応させることが 好ましい。 [0039] The reaction of the alkylene oxide adduct and the compound having a fluorine-containing alkyl group (hereinafter referred to as fluorine-containing alkyl group introduction reaction) may be performed in the absence of a solvent or in the presence of a solvent. You may go on. Examples of the solvent include acetone, ethyl acetate, methanol, ethanol, tetrahydrofuran (THF) and the like as long as the raw material is soluble. Since the production process can be simplified and the volumetric efficiency is excellent, the reaction is preferably carried out in the absence of a solvent.
[0040] 含フッ素アルキル基導入反応の温度は、制御の容易さ等の点で、 0〜150°Cが好 ましぐ冷媒装置またはスチーム以外の熱媒が不要であり、製造しやすい点で、 20〜 100°Cが特に好ましい。 [0040] The temperature of the fluorine-containing alkyl group introduction reaction is preferably 0 to 150 ° C in terms of ease of control and the like, and a refrigerant medium or a heat medium other than steam is unnecessary and is easy to manufacture. 20-100 ° C is particularly preferred.
含フッ素アルキル基導入反応の圧力は、簡便である点から、常圧が好ましい。 含フッ素アルキル基導入反応の温度および圧力は、上記範囲に限定されるもので はない。 The pressure of the fluorine-containing alkyl group introduction reaction is preferably normal pressure because it is simple. The temperature and pressure of the fluorine-containing alkyl group introduction reaction are not limited to the above ranges.
[0041] 含フッ素アルキル基導入反応の雰囲気としては、空気、窒素雰囲気、アルゴン雰囲 気、ヘリウム雰囲気等が挙げられる。 [0041] Examples of the atmosphere of the fluorine-containing alkyl group introduction reaction include air, nitrogen atmosphere, argon atmosphere, helium atmosphere and the like.
含フッ素アルキル基導入反応にぉ 、ては、酸触媒または塩基触媒を用いてもょレヽ
含フッ素アルキル基導入反応における原料の仕込み方法は、特に制限されな ヽ。 In the reaction of introducing a fluorine-containing alkyl group, an acid catalyst or a base catalyst may be used. The raw material charging method in the fluorine-containing alkyl group introduction reaction is not particularly limited.
[0042] 該製造方法で得られた化合物 (1—1)は、用途に応じて、精製して用いてもよぐ未 精製で用いてもよい。精製手段としては、溶媒洗浄、再結晶、各種クロマトグラフィー 、残溶媒の留去、吸着剤の使用等が挙げられる。 [0042] The compound (1-1) obtained by the production method may be used after purification or may be used unpurified depending on the application. Examples of the purification means include solvent washing, recrystallization, various chromatography, distillation of residual solvent, use of an adsorbent, and the like.
[0043] なお、化合物 (I 1)の製造方法は、上述の方法に限定されず、エーテル性酸素原 子を有して 、てもよ 、炭素数 1〜 12の含フッ素アルキル基を有する化合物にアルキ レンォキシドを付加させて得られたアルキレンォキシド付加物の末端の水酸基に、グ リセリンまたはポリグリセリンを反応させる方法であってもよい。アルキレンォキシドの 付加物としては、例えば、アルキレンォキシドがエチレンォキシドの場合、含フッ素ァ ルキル基を有するアルコール誘導体に、塩基の触媒存在下でエチレンォキシドガス を吹き込むことにより得ることができる。その際、エチレンォキシドの付加モル数は吹 き込むガスの量で調整できる。また、含フッ素アルキル基を有するアルコール誘導体 と、ポリオキシエチレングリコールとを反応させることでも得ることができる。アルキレン ォキシド付加物の末端の水酸基と、グリセリンまたはポリグリセリンとの反応としては、 アルキレンォキシド付加物の末端の水酸基をハロゲン化し、これとグリセリンまたはポ リグリセリンとを反応させる方法が挙げられる。また、グリセリンまたはポリグリセリンの 末端の水酸基をハロゲン化し、アルキレンォキシド付加物と反応させる方法も挙げら れる。化合物 (1- 1)において、含フッ素アルキル基の付加数を調整しやすいことから 、アルキレンォキシド付加物の末端の水酸基をノヽロゲンィ匕する方法が好まし!/ヽ。 [0043] The production method of the compound (I 1) is not limited to the above-mentioned method, and may have an etheric oxygen atom and may have a fluorine-containing alkyl group having 1 to 12 carbon atoms. Alternatively, a method may be used in which glycerin or polyglycerin is reacted with a hydroxyl group at the terminal of an alkylene oxide adduct obtained by adding an alkylene oxide to the alkoxide. As an adduct of alkylene oxide, for example, when alkylene oxide is ethylene oxide, it can be obtained by blowing ethylene oxide gas into an alcohol derivative having a fluorine-containing alkyl group in the presence of a base catalyst. . At that time, the number of moles of ethylene oxide added can be adjusted by the amount of gas blown. It can also be obtained by reacting an alcohol derivative having a fluorine-containing alkyl group with polyoxyethylene glycol. Examples of the reaction between the terminal hydroxyl group of the alkylene oxide adduct and glycerin or polyglycerin include a method in which the hydroxyl group at the terminal of the alkylene oxide adduct is halogenated and reacted with glycerin or polyglycerin. Another example is a method in which the terminal hydroxyl group of glycerol or polyglycerol is halogenated and reacted with an alkylene oxide adduct. In the compound (1-1), since the addition number of the fluorine-containing alkyl group can be easily adjusted, a method in which the hydroxyl group at the terminal of the alkylene oxide adduct is nominated is preferred!
[0044] また、グリセリンまたはポリグリセリンを、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール 、またはジペンタエリスリトールに置き換えることにより、化合物 (I)を製造することがで きる。 [0044] In addition, compound (I) can be produced by replacing glycerin or polyglycerin with trimethylolpropane, pentaerythritol, or dipentaerythritol.
たとえば、(i)トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、またはジペンタエリスリト ールにアルキレンォキシドを付加させて得られたアルキレンォキシド付加物の末端の 水酸基に、エーテル性酸素原子を有していてもよい炭素数 1〜12の含フッ素アルキ ル基を有する化合物を反応させる方法、 (ii)エーテル性酸素原子を有して!/ヽてもよ ヽ 炭素数 1〜 12の含フッ素アルキル基を有する化合物にアルキレンォキシドを付加さ せて得られたアルキレンォキシド付加物の末端の水酸基に、グリセリンまたはポリダリ
セリンを反応させる方法等により、化合物 (I)を製造することができる。 For example, (i) the terminal hydroxyl group of an alkylene oxide adduct obtained by adding alkylene oxide to trimethylolpropane, pentaerythritol, or dipentaerythritol has an etheric oxygen atom. A method of reacting a compound having a fluorine-containing alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, (ii) having an etheric oxygen atom! / ヽ a fluorine-containing alkyl group having 1 to 12 carbon atoms To the hydroxyl group at the end of the alkylene oxide adduct obtained by adding alkylene oxide to the compound having Compound (I) can be produced by a method of reacting serine or the like.
[0045] トリメチロールプロパンのアルキレンォキシド付加物は、 日本乳化剤社製の TMP— 30U、 TMP— 60、 TMP— F32、四日巿合成社製のヮイジノール TMP35等として 市販されており、容易に入手できる。 [0045] Alkylene oxide adducts of trimethylolpropane are commercially available as TMP-30U, TMP-60, TMP-F32 manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd. it can.
ペンタエリスリトールのアルキレンォキシド付カ卩物は、 日本乳化剤社製の PNT— 40 Pentaerythritol with alkylene oxide is a PNT-40 manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd.
、 PNT— 60等として市販されており、容易に入手できる。 , PNT-60, etc., and are readily available.
化合物(I)およびィ匕合物 (I— 1)中の!^〜 において、含フッ素アルキル基である部 分の数は原料の仕込み比により調整することができる。例えば、グリセリンまたはポリ グリセリン 1モルに対して含フッ素アルキル基含有ィ匕合物を 2モル用いれば、含フッ素 アルキル基の数が平均 2の化合物(I)が得られる。 In compound (I) and compound (I-1)! In ^ to, the number of parts that are fluorine-containing alkyl groups can be adjusted by the raw material charge ratio. For example, when 2 moles of the fluorinated alkyl group-containing compound is used per 1 mole of glycerin or polyglycerin, compound (I) having an average number of fluorinated alkyl groups of 2 can be obtained.
[0046] (用途) [0046] (Application)
化合物 (I)は、少量でも充分な表面張力低下効果を発揮できることから、各種用途 に用いることができる。溶媒等の液体に添加して用いる用途としては、浸透剤、濡れ 性改良剤、レべリング剤、塗料、乳化剤、分散剤、消火薬剤、床ワックス、洗浄剤、起 泡剤、消泡剤等が挙げられる。榭脂に添加して用いる用途としては、防曇剤、防霧剤 、起泡剤、消泡剤、帯電防止剤等が挙げられる。また、グリースに添加することにより グリースの拡散防止剤として用いてもよい。化合物 (I)は、 1種を単独で用いてもよぐ 2種以上を併用してもよい。 Compound (I) can be used in various applications because it can exhibit a sufficient surface tension reducing effect even in a small amount. Uses added to liquids such as solvents include penetrants, wettability improvers, leveling agents, paints, emulsifiers, dispersants, fire extinguishing agents, floor waxes, cleaning agents, foaming agents, antifoaming agents, etc. Is mentioned. Applications that are used by adding to cocoa butter include antifogging agents, antifogging agents, foaming agents, antifoaming agents, antistatic agents and the like. It may also be used as a grease diffusion inhibitor by adding to grease. Compound (I) may be used alone or in combination of two or more.
以下、化合物 (I)の用途として、界面活性剤、レべリング剤、防霧剤について説明 する。 Hereinafter, surfactants, leveling agents, and antifogging agents will be described as uses of compound (I).
[0047] (界面活性剤) [0047] (Surfactant)
本発明の界面活性剤は、化合物 (I)を含有するものである。必要に応じて、溶媒、 他の成分を含有して!/、てもよ 、。 The surfactant of the present invention contains compound (I). If necessary, it contains a solvent and other ingredients!
溶媒としては、水、有機溶媒、フッ素系溶媒が好ましぐ水が特に好ましい。 有機溶媒としては、メタノール、エタノール、 1 プロパノール、 2—プロパノール、 t ーブタノール等のアルコール類;酢酸ェチル、酢酸メチル、酢酸ブチル等のエステル 類;アセトン、メチルェチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類; N, N ジメ チルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、スルフォラン、 N—メチルピロリドン等の極性
溶媒;ジエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエー テルアセテート等のグリコールエーテル類;エチレングリコール、プロピレングリコール 等のダリコール類;ジェチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジォキサン等のエーテル類As the solvent, water, water, an organic solvent, and water that is preferably a fluorine-based solvent are particularly preferable. Examples of organic solvents include alcohols such as methanol, ethanol, 1 propanol, 2-propanol, and t-butanol; esters such as ethyl acetate, methyl acetate, and butyl acetate; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone. Polarities such as N, N dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, sulfolane, N-methylpyrrolidone Solvent; Glycol ethers such as diethylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monomethyl ether acetate; Daricols such as ethylene glycol and propylene glycol; Ethers such as jetyl ether, tetrahydrofuran and dioxane
;ピリジン、ピぺラジン等の含窒素系溶媒等が挙げられる。溶媒は、 1種を単独で用い てもよく、 2種以上を併用してもよい。 And nitrogen-containing solvents such as pyridine and piperazine. As the solvent, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
[0048] 他の成分としては、他の界面活性剤、溶媒に対して親和性を持つ有機物、各種塩 等の無機物等が挙げられる。他の界面活性剤としては、市販の界面活性剤、例えば 、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、炭化水素系界面活性剤等が挙げ られる。 [0048] Examples of other components include other surfactants, organic substances having affinity for solvents, and inorganic substances such as various salts. Examples of other surfactants include commercially available surfactants such as fluorine-based surfactants, silicone-based surfactants, and hydrocarbon-based surfactants.
本発明の界面活性剤は、各種液体に添加することにより、液体の溶媒組成に制限 されずに液体の表面張力を下げることができ、その表面張力低下能力により、液体に レべリング性、浸透性、起泡性、洗浄性、乳化性等の機能を付与できる。 By adding the surfactant of the present invention to various liquids, the surface tension of the liquid can be lowered without being limited by the solvent composition of the liquid. Functions such as property, foamability, detergency and emulsification can be imparted.
[0049] (レべリング剤) [0049] (Leveling agent)
本発明のレべリング剤は、化合物 (I)を含有するものである。必要に応じて、溶媒、 他の成分を含有して!/、てもよ 、。 The leveling agent of the present invention contains compound (I). If necessary, it contains a solvent and other ingredients!
溶媒としては、水、有機溶媒、フッ素系溶媒等が挙げられる。 Examples of the solvent include water, organic solvents, fluorine-based solvents and the like.
他の成分としては、溶質、添加剤などが挙げられる。溶質としては各種榭脂等が挙 げられる。添加剤としては、各種界面活性剤、カップリング剤、金属酸化物、酸ィ匕防 止剤、帯電防止剤、防鲭剤、防曇剤、紫外線防止剤、感光剤等が挙げられる。 本発明のレべリング剤は、印刷材料、感光性材料、塗料、光学材料、床ワックス等 のコーティング材料;レジスト、水ガラス、洗浄剤、エッチング液、めっき液、接着剤、 防鲭剤、農薬等の組成物に対し容易に溶解するため、他の組成物の存在に影響を 受けることなぐレべリング性能を付与できる。 Examples of other components include solutes and additives. Examples of solutes include various types of resin. Examples of additives include various surfactants, coupling agents, metal oxides, acid / antioxidant agents, antistatic agents, antifungal agents, antifogging agents, ultraviolet ray preventing agents, and photosensitizers. The leveling agent of the present invention is a coating material such as a printing material, photosensitive material, paint, optical material, floor wax; resist, water glass, cleaning agent, etching solution, plating solution, adhesive, antifungal agent, agricultural chemical. Therefore, leveling performance can be provided without being affected by the presence of other compositions.
[0050] (防霧剤) [0050] (Anti-fogging agent)
本発明の防霧剤は、化合物 (I)を含有するものである。必要に応じて、他の成分を 含有していてもよい。 The anti-fogging agent of the present invention contains compound (I). If necessary, other components may be contained.
他の成分としては、可塑剤、防曇剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、滑剤、安定剤、帯 電防止剤、顔料、染料等が挙げられる。
本発明の防霧剤は、農業用合成樹脂被覆材を構成する合成樹脂材料に添加され る。合成樹脂材料としては、フィルム形成性の熱可塑性合成樹脂が挙げられる。具体 的には、塩化ビニル、エチレン、プロピレン、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステ ル等の単量体の単独またはこれらの相互の重合体、あるいはこれら単量体中の少な くとも 1種と他の共重合可能な単量体 (たとえば酢酸ビニル、塩ィ匕ビ二リデン等)との 共重合体、含フッ素榭脂、ポリエステル、ポリアミド、これらのブレンド物等が挙げられ る。 Examples of other components include plasticizers, antifogging agents, ultraviolet absorbers, heat stabilizers, lubricants, stabilizers, antistatic agents, pigments, and dyes. The anti-fogging agent of the present invention is added to the synthetic resin material constituting the agricultural synthetic resin coating material. Examples of the synthetic resin material include film-forming thermoplastic synthetic resins. Specifically, monomers such as vinyl chloride, ethylene, propylene, acrylic acid ester, methacrylic acid ester alone or their mutual polymers, or at least one of these monomers and other monomers. Examples thereof include a copolymer with a copolymerizable monomer (for example, vinyl acetate, salt vinylidene, etc.), fluorine-containing resin, polyester, polyamide, and a blend thereof.
本発明の防霧剤は、榭脂表面への移行性が高ぐフィルムの防霧性能をすばやく 発現させることができる。また、適当な数の親水基を持つ構造をとることで、防曇性能 等、他の機能を阻害しな 、で防霧性能を発現させることができる。 The anti-fogging agent of the present invention can quickly express the anti-fogging performance of a film having a high transferability to the surface of the resin. Further, by taking a structure having an appropriate number of hydrophilic groups, the fog prevention performance can be exhibited without inhibiting other functions such as the antifogging performance.
[0051] (表面張力低下方法) [0051] (Surface tension reduction method)
本発明の表面張力低下方法は、化合物 (I)を液体に添加して液体の表面張力を低 下させる方法である。 The surface tension reducing method of the present invention is a method for reducing the surface tension of a liquid by adding compound (I) to the liquid.
液体としては、水または有機溶媒が挙げられ、水を含む液体が好ましい。 有機溶媒としては、メタノール、エタノール、 1 プロパノール、 2—プロパノール、 t ーブタノール等のアルコール類;酢酸ェチル、酢酸メチル、酢酸ブチル等のエステル 類;アセトン、メチルェチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類; N, N ジメ チルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、スルフォラン、 N—メチルピロリドン等の極性 溶媒;ジエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエー テルアセテート等のグリコールエーテル類;エチレングリコール、プロピレングリコール 等のダリコール類;ジェチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジォキサン等のエーテル類 Examples of the liquid include water and organic solvents, and a liquid containing water is preferable. Examples of the organic solvent include alcohols such as methanol, ethanol, 1 propanol, 2-propanol, and t-butanol; esters such as ethyl acetate, methyl acetate, and butyl acetate; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone. Polar solvents such as N, N dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, sulfolane, N-methylpyrrolidone; glycol ethers such as diethylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monomethyl ether acetate; Daricols such as ethylene glycol and propylene glycol; Ethers such as ether, tetrahydrofuran and dioxane
;ピリジン、ピぺラジン等の含窒素系溶媒等が挙げられる。液体は、 2種以上の混合 溶媒であってもよい。 And nitrogen-containing solvents such as pyridine and piperazine. The liquid may be a mixed solvent of two or more.
化合物 (I)の添加量は、液体 100質量部に対して、 0. 001〜20質量部が好ましく 、 0. 005〜5質量部が特に好ましい。添力卩量カ Sこの範囲であれば、他の添加剤の性 質を阻害せずに表面張力低下性能を十分に発揮できる。 The amount of compound (I) added is preferably from 0.001 to 20 parts by mass, particularly preferably from 0.005 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the liquid. In this range, the surface tension can be sufficiently reduced without impairing the properties of other additives.
[0052] 液体には、化合物 (I)以外の溶質、添加剤等が添加されてもょ 、。 [0052] To the liquid, solutes and additives other than the compound (I) may be added.
溶質としては、各種樹脂が挙げられ、具体的には、アクリル榭脂、エポキシ榭脂、ァ
ルキド榭脂、ウレタン榭脂、ポリイミド榭脂、含フッ素榭脂等が挙げられる。溶質は、 1 種を単独で用いてもよぐ 2種以上を併用してもよい。 Examples of the solute include various resins. Specifically, acrylic resin, epoxy resin, Examples include alkyd resin, urethane resin, polyimide resin, and fluorine-containing resin. Solutes may be used alone or in combination of two or more.
添加剤としては、炭化水素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面 活性剤、シラン系カップリング剤、チタン系カップリング剤、金属酸化物、酸化防止剤 、帯電防止剤、防鲭剤、防曇剤、紫外線防止剤、感光剤等が挙げられる。 Additives include hydrocarbon surfactants, silicone surfactants, fluorine surfactants, silane coupling agents, titanium coupling agents, metal oxides, antioxidants, antistatic agents, and antifungal agents. Agents, antifogging agents, ultraviolet ray preventing agents, photosensitive agents and the like.
本発明の表面張力低下方法によれば、化合物 (I)が各種溶媒への溶解性を持つ ため、溶媒組成に制限されずに液体の表面張力を下げることができ、その表面張力 低下能力により、レべリング性、浸透性、起泡性、洗浄性、乳化性等の機能を付与で きる。 According to the surface tension reducing method of the present invention, since the compound (I) has solubility in various solvents, the surface tension of the liquid can be reduced without being limited by the solvent composition. Functions such as leveling, penetrability, foaming, detergency, and emulsification can be imparted.
[0053] (榭脂表面改質方法) [0053] (Resin surface modification method)
本発明の榭脂表面改質方法は、化合物 (I)を榭脂に添加して榭脂表面を改質する 方法である。 The resin surface modification method of the present invention is a method for modifying the resin surface by adding compound (I) to the resin.
榭脂としては、ポリ塩ィ匕ビュル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩 化ビ-リデン、アクリル系榭脂 (ポリアクリル酸メチル等。)、エポキシ榭脂、フッ素榭脂 、ポリウレタン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタ レート、ポリアミド、ポリイミド、メラミン榭脂、フエノール榭脂、尿素樹脂、フッ素系榭脂 等が挙げられる。榭脂は、天然樹脂であってもよぐ合成樹脂であってもよい。また、 榭脂は、熱可塑性榭脂であってもよぐ熱硬化性榭脂であってもよい。榭脂は、 2種 以上の混合物であってもよ 、。 Examples of the resin include poly salt resin, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polysalt vinylidene, acrylic resin (polymethyl acrylate, etc.), epoxy resin, fluorine resin, polyurethane, polyester, polycarbonate Polyacetal, polyethylene terephthalate, polyamide, polyimide, melamine resin, phenol resin, urea resin, fluorine resin, and the like. The resin may be a natural resin or a synthetic resin. Further, the resin may be a thermoplastic resin or a thermosetting resin. The resin may be a mixture of two or more.
[0054] 添加方法は、化合物 (I)と榭脂とを直接混練する方法であってもよぐ化合物 (I)を 少量の榭脂等に添加してマスターバッチとし、該マスターバッチを榭脂に添加する方 法であってもよい。 [0054] The addition method may be a method in which compound (I) and rosin are directly kneaded, and compound (I) is added to a small amount of rosin or the like to form a masterbatch, It may be added to the method.
化合物 (I)の添加量は、榭脂 100質量部に対して、 0. 001〜: LO質量部が好ましく 、 0. 01〜5質量部が特に好ましい。添力卩量カこの範囲であれば、化合物(I)が適度 に榭脂表面にブリードアウトしてくることで表面改質の性能が維持される。 The amount of compound (I) added is preferably 0.001 to: LO parts by mass, particularly preferably 0.01 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin. Within this range, the surface modification performance is maintained by appropriately bleeding out the compound (I) to the surface of the resin.
[0055] 榭脂には、化合物 (I)以外の添加剤等が添加されてもよい。 [0055] Additives other than the compound (I) and the like may be added to the rosin.
添加剤としては、炭化水素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面 活性剤; DOP (フタル酸ジォクチル)、 DMP (フタル酸ジメチル)等の可塑剤;ジォク
チルスズラウリン酸塩、ノ リウム石鹼等の安定剤; BHA (ブチルヒドロキシァ-ソール) 等の酸化防止剤; 2, 4—ジヒドロキシベンゾフエノン、 2—ヒドロキシ一 4—オタトキシ ベンゾフエノン等の紫外線吸収剤;各種の帯電防止剤、難燃剤、着色剤、滑剤、防力 ビ剤等が挙げられる。 Additives include hydrocarbon surfactants, silicone surfactants, fluorosurfactants; plasticizers such as DOP (dioctyl phthalate) and DMP (dimethyl phthalate); Stabilizers such as tiltin laurate, norlium sarcophagus; Antioxidants such as BHA (Butylhydroxyl-sol); Agents: various antistatic agents, flame retardants, colorants, lubricants, antibacterial agents, and the like.
本発明の榭脂表面改質方法によれば、化合物 (I)と榭脂との相溶性から、多種の 榭脂に、帯電防止性、防霧性、防曇性、撥水性、潤滑性等の機能を付与できる。な お、榭脂表面に、本発明の界面活性剤の溶液を塗布することによつても、同様の機 能を付与できる。 According to the method for modifying the surface of a resin of the present invention, the compatibility between the compound (I) and the resin can be used for various types of resins, such as antistatic properties, antifogging properties, antifogging properties, water repellency, lubricity, etc. Can be provided. The same function can also be imparted by applying the surfactant solution of the present invention to the surface of the resin.
[0056] 以上説明した本発明の化合物(I)にあっては、グリセリンまたはポリグリセリンにアル キレンォキシドを付加させたアルキレンォキシド付加物に由来する構造を有するため 、従来の含フッ素化合物に比べ、水への溶解性に優れる。さらに、炭素数 1〜12の 含フッ素アルキル基、すなわち炭素原子がすべて単結合で連結した含フッ素基を有 しているため、従来の含フッ素化合物に比べ、表面張力の低下能に優れる。これに 対し、特許文献 1に記載の化合物は、末端の含フッ素基 (C F —、 C F —)が不飽 [0056] The compound (I) of the present invention described above has a structure derived from an alkylene oxide adduct obtained by adding an alkylene oxide to glycerin or polyglycerin, and therefore, compared with a conventional fluorine-containing compound, Excellent solubility in water. Furthermore, since it has a fluorine-containing alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, that is, a fluorine-containing group in which all carbon atoms are connected by a single bond, it has an excellent ability to reduce surface tension compared to conventional fluorine-containing compounds. In contrast, the compound described in Patent Document 1 is not saturated with a fluorine-containing group (C F —, C F —) at the terminal.
6 11 9 17 和基を有し、かつ枝分かれしているため、表面張力の低下能力が充分ではない。 6 11 9 17 Since it has a hydrating group and is branched, the ability to reduce surface tension is not sufficient.
[0057] (実施例) [0057] (Example)
以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する力 本発明はこれらの例によ つて限定されない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. The present invention is not limited to these examples.
[0058] 〔実施例 1〕 [Example 1]
50mlの三口フラスコに、 SC— E1000 (下式(1— 0)で表されるエチレンォキシド付 加物、水酸基価 210mgKOHZg、水酸基価から計算した平均分子量は 1069、該 平均分子量力 計算した nl +n2+n3+n4の合計は平均 20. 5、カタログに記載の nl +n2+n3+n4の合計は平均約 20、阪本薬品工業社製) 10. Og、 BF -OEt ( In a 50 ml three-necked flask, SC-E1000 (ethylene oxide adduct represented by the following formula (1-0), hydroxyl value 210 mgKOHZg, the average molecular weight calculated from the hydroxyl value was 1069, the average molecular weight force calculated nl + The total of n2 + n3 + n4 is 20.5 on average, the total of nl + n2 + n3 + n4 in the catalog is about 20 on average, manufactured by Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd.) 10. Og, BF -OEt (
3 2 和光純薬工業社製) 0. 08g、化合物(3— 4a) (ダイキンィ匕成品販売社製) 7. 59gを 仕込み、 60°Cで一時間、加熱攪拌した。ガスクロマトグラフ(以下 G. Cと記す。 )にて 、化合物(3— 4a)の転ィ匕率が 99%以上であることを確認し、反応を終了させ、 目的 の化合物 (I— la)を得た。化合物 (I— la)の RU〜R14は、原料の仕込み比から計算 して、平均して 2つが水素原子、もう 2つが C F CH CH (OH) CH一である。また、
nl+n2+n3+n4の合計は、原料と同じく平均約 20である。また、化合物(I— la) について、 19F— NMRおよび13 C— NMRを測定し、化合物(I— la)が得られている ことを確認した。結果を以下に示す。 3 2 Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 0.08 g, Compound (3-4a) (Daikin Chemicals Sales Co., Ltd.) 7. 59 g was charged and stirred at 60 ° C. for 1 hour. Using a gas chromatograph (hereinafter referred to as G.C), it was confirmed that the conversion rate of compound (3-4a) was 99% or more, the reaction was terminated, and the target compound (I-la) was Obtained. In the compound (I-la), R U to R 14 are calculated from the raw material charge ratio, and on average, two are hydrogen atoms and the other two are CF CH CH (OH) CH one. Also, The total of nl + n2 + n3 + n4 is about 20 on average, the same as the raw material. Further, 19 F-NMR and 13 C-NMR were measured for the compound (I-la), and it was confirmed that the compound (I-la) was obtained. The results are shown below.
19 19
[0059] F— NMR(300MHz、溶媒: CD OD、標準物質: CFC1 ):— 74.3(3F, S)ゝ [0059] F—NMR (300 MHz, solvent: CD OD, standard: CFC1): — 74.3 (3F, S) ゝ
3 3 3 3
-113.8(2F, S)、 -122.3(2F, S)、—123.4(2F, S)、—124.1(2F, S)、 - 126.2(2F, S)。 -113.8 (2F, S), -122.3 (2F, S), -123.4 (2F, S), -124.1 (2F, S), -126.2 (2F, S).
13C— NMR(NOE完全除去デカップリング法)(300MHz、溶媒: CD OD、標準 13 C—NMR (NOE complete removal decoupling method) (300 MHz, solvent: CD OD, standard
3 Three
物質:へキサメチルジシロキサン): 35.5(2C, T)、 62.2(2C, S)、 64.5(2C, S) 、 71.6(46C,複数のショルダーあり)、 73.7(2C, S)、 75.9(2C, S)、 79, 6(2C , S)、 116〜 124 (多数の分裂したピーク)。 Material: Hexamethyldisiloxane): 35.5 (2C, T), 62.2 (2C, S), 64.5 (2C, S), 71.6 (46C, with multiple shoulders), 73.7 (2C, S), 75.9 (2C) , S), 79, 6 (2C, S), 116-124 (multiple split peaks).
[0060] [化 5] [0060] [Chemical 5]
0-(C2H40)n4~H 0- (C 2 H 4 0) n4 ~ H
H- (OC2H4)n「0— CH HCH2— 0_CH2CHCH2— 0— (C2H40>n2— H (1-0) H- (OC 2 H 4 ) n `` 0— CH HCH 2 — 0_CH 2 CHCH 2 — 0— (C 2 H 4 0> n2— H (1-0)
0— (C2H40)f H 0— (C 2 H 4 0) f H
[0061] [ィ匕 6] [0061] [6]
C6F13CH2\ ... (3-4a) C 6 F 13 CH 2 \ ... (3- 4a )
0 0
[0062] [化 7] ■■ ' (卜 la)[0062] [Chemical 7] ■■ '(卜 la)
[0063] 化合物(3— 4a)を式(3— 4)で表される他の化合物に変えることで、化合物(1 la )における Rn〜R14の少なくとも 1つが、使用したィ匕合物(3— 4)に対応した構造の化 合物が得られる。 [0063] Compound (3-4a) by changing to other compounds of the formula (3-4), at least one of R n to R 14 in the compounds (1 la), I匕合prepared by using A compound with a structure corresponding to (3-4) is obtained.
Rf(CH2)p^r7 Rf (CH 2 ) p ^ r7
0 0
(3-4)
(ただし、 Rfは炭素数 3〜: 12のパーフルォロアルキル基であり、 pは 0〜16の整数を 表す) (3-4) (However, Rf is a perfluoroalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, and p represents an integer of 0 to 16)
以下に Rn〜R14の少なくとも 1つが有する構造について例示する。 The following will be exemplified at least one has the structure of R n to R 14.
[表 4] [Table 4]
化合物(3— 4a)を式(3— 5)で表される他の化合物に変えることで、化合物(1一 la )における Rn〜R14の少なくとも 1つが、使用したィ匕合物(3— 5)に対応した構造の化 合物が得られる。
Compound (3-4a) by changing to other compounds of the formula (3-5), at least one of R n to R 14 in the compound (1 one la), I匕合prepared by using (3 — A compound with a structure corresponding to 5) is obtained.
(3- 5) (3-5)
以下に Rn〜R14の少なくとも 1つが有する構造について例示する。 The following will be exemplified at least one has the structure of R n to R 14.
[表 5]
化合物(3— 4a)を式(3— 1)で表される他の化合物に変えることで、化合物(1一 la )における Rn R14の少なくとも 1つが、使用した化合物(3— 1)に対応した構造の化 合物が得られる。 [Table 5] By changing the compound (3-4a) to another compound represented by the formula (3-1), at least one of R n R 14 in the compound (1 1 la) is converted into the used compound (3-1). A compound with the corresponding structure is obtained.
Rf(CHz)p— COOH Rf (CH z ) p— COOH
(3-1) (3-1)
以下に Rn R14の少なくとも 1つが有する構造について例示する。 Examples of the structure possessed by at least one of R n R 14 are shown below.
[¾6]
[¾6]
C3F 7— C〇一 C3F 7-CH2-CO-C 3 F 7— C〇1 C 3 F 7 -CH 2 -CO-
C4F 9— CO— C4F 9— CH2— CO— C 4 F 9 — CO— C 4 F 9 — CH 2 — CO—
CsFu— CO— C5Fu - CH2 - C〇一CsFu— CO— C 5 Fu-CH 2 -C〇 一
C6F13— CO— C6F13— CH2— CO—C 6 F 13 — CO— C 6 F 13 — CH 2 — CO—
C7F15— CO— C7F15 - CH2 - CO -C 7 F 15 — CO— C 7 F 15 -CH 2- CO-
C8F17— CO— 8F17— h_<>― O―C 8 F 17 — CO— 8 F 17 — h _ <> — O—
C9F19— C〇— C9F19— CH2— CO— C 9 F 19 — C〇— C 9 F 19 — CH 2 — CO—
10F21― CO— C10F21— CH2— CO—10F21― CO— C 10 F 21 — CH 2 — CO—
CiiFgg— CO— CiiF23— CH2— CO—CiiFgg— CO— CiiF 23 — CH 2 — CO—
^ 1 2 -^ 25― CO— C12F25— CH2— C〇一 ^ 1 2-^ 25― CO— C 12 F 25 — CH 2 — C〇ichi
[0066] 〔比較例 1〕 [Comparative Example 1]
100mlの四つ口フラスコに PEG— 1000 (ポリエチレングリコール、 日本油脂社製) 20g、 BF -OEt (和光純薬工業社製) 0.15g、化合物(3— 4a) (ダイキン化成品販 PEG-1000 (polyethylene glycol, manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd.) 20g, 0.15g of BF-OEt (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), compound (3-4a) (Daikin Chemicals Sales)
3 2 3 2
売社製) 15.04gを仕込み、 60°Cで一時間、加熱攪拌した。 G. Cにて化合物(3—4 a)の転ィ匕率が 99%以上であることを確認し、反応を終了させ、 目的の化合物(II)を 得た。化合物(Π)において、 kは平均 22である。 150.4 g) was added, and the mixture was heated and stirred at 60 ° C for 1 hour. It was confirmed by G.C that the conversion rate of compound (3-4a) was 99% or more, and the reaction was terminated to obtain the desired compound (II). In the compound (Π), k is 22 on average.
[0067] [化 8] [0067] [Chemical 8]
C6F13C CHCH2— 0— (C2H40>k— CH2 HCH2CsF13 ...(n) C 6 F 13 C CHCH 2 — 0— (C 2 H 4 0> k — CH 2 HCH 2 C s F 13 ... (n)
OH OH OH OH
[0068] 〔比較例 2〕 [Comparative Example 2]
比較例 1と同様にして、化合物 (III)を合成した。なお、化合物 (III)は、化合物 (II)に おける CF を CF に変更した化合物である。 In the same manner as in Comparative Example 1, compound (III) was synthesized. Compound (III) is a compound obtained by changing CF in compound (II) to CF.
6 13 3 17 6 13 3 17
[0069] 〔比較例 3〕 [Comparative Example 3]
100mlの四つ口フラスコに SC— E1000 (阪本薬品工業社製) 10g、無水炭酸カリ ゥム(日本曹達社製) 1.38g、ァセトニトリル 31.3g キサフルォロプロペントリマー (ァヅマックス社製) 9. Ogを仕込み、室温で 7時間攪拌した。 G. Cにて、へキサフル ォロプロペントリマーの転ィ匕率が 99%以上であることを確認し、攪拌を止めた。その 後、ろ過、溶媒留去を行 、、 目的の化合物 (IV)を得た。化合物 (IV)の R21 R24は、
平均して 2つが水素原子、もう 2つが C F である。また、化合物(IV)について、 "C SC-E1000 (Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd.) 10g, anhydrous carbonic acid carbonate (Nihon Soda Co., Ltd.) 1.38g, acetonitrile 31.3g Xafluoropropene trimer (Amax Co.) 9. Og And stirred at room temperature for 7 hours. At G.C, it was confirmed that the conversion rate of hexafluoropropene trimer was 99% or more, and stirring was stopped. Then, filtration and solvent distillation were performed to obtain the target compound (IV). R 21 R 24 in compound (IV) is On average, two are hydrogen atoms and the other two are CF. In addition, for compound (IV), "C
9 17 9 17
— NMRを測定した。結果を以下に示す。 — NMR was measured. The results are shown below.
13C— NMR (NOE完全除去デカップリング法)(300MHz、溶媒: CD OD、標準 1 3 C—NMR (NOE complete removal decoupling method) (300 MHz, solvent: CD OD, standard
3 物質:へキサメチルジシロキサン) : 62. 1 (2C, S)、 69. 3 (2C, m)、 71. 4 (42C, 複数のショルダーあり)、 73. 6 (2C, S)、 79. 4 (2C, S) 116〜124 (多数の分裂し たピーク)。 3 substances: hexamethyldisiloxane): 62.1 (2C, S), 69.3 (2C, m), 71.4 (42C, with multiple shoulders), 73.6 (2C, S), 79 4 (2C, S) 116-124 (many split peaks).
[0070] [化 9] ·■ - ( I )[0070] [Chemical 9] · ■-(I)
[0071] 実施例、比較例の化合物を水に溶かし、所定の濃度の水溶液を調整した。その後 、 自動表面張力計 CBVP— A3型 (協和界面化学社製)を用いて、ウィルヘルミ一法 にて静的表面張力を測定した。結果を表 4に示す。 [0071] The compounds of Examples and Comparative Examples were dissolved in water to prepare aqueous solutions having a predetermined concentration. Thereafter, static surface tension was measured by the Wilhelmi method using an automatic surface tension meter CBVP-A3 type (manufactured by Kyowa Interface Chemical Co., Ltd.). The results are shown in Table 4.
[0072] [表 7] [0072] [Table 7]
[0073] 表 4の結果から、本発明の化合物 (I la)は、低濃度においても良好な表面張力 低下能を有することがわ力つた。 [0073] From the results in Table 4, it was found that the compound (I la) of the present invention has a good ability to lower the surface tension even at a low concentration.
産業上の利用可能性 Industrial applicability
[0074] 本発明の含フッ素化合物は、従来の含フッ素化合物と比較して、各溶媒への溶解 性に優れながら、表面張力低下能にも優れるという特徴をもっており、少量でも充分 な効果を発揮でき、幅広い用途で利用できる。
[0074] The fluorine-containing compound of the present invention is characterized by being superior in solubility in each solvent and also having excellent surface tension reducing ability as compared with conventional fluorine-containing compounds, and exhibits a sufficient effect even in a small amount. Can be used for a wide range of purposes.