CN118201984A - 表面处理剂 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种下述式(1)或(2)(式中,各符号的含义与说明书中的记载相同。)所示的化合物。RF1‑XA‑XBRSi nRAc m (1)RAc mRSi nXB‑XA‑RF2‑XA‑XBRSi nRAc m (2)。
Description
技术领域
本发明涉及新型的含氟代聚醚基的丙烯酸化合物和含有这样的化合物的表面处理剂。
背景技术
已知某种含氟代聚醚基的硅烷化合物用于基材的表面处理时,能够提供优异的拨水性、拨油性、防污性等。由含有含氟代聚醚基的硅烷化合物的表面处理剂得到的层(以下,也称为“表面处理层”)作为所谓的功能性薄膜,已应用于例如玻璃、塑料、纤维、卫生用品、建筑材料等各种各样的基材(专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2003-238577号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
专利文献1所记载的含氟代聚醚基的硅烷化合物能够提供具有优异的功能的表面处理层,但要求具有更高的耐久性的表面处理层。
本发明的目的在于提供一种能够形成耐久性优异的表面处理层的含氟代聚醚基的化合物。
用于解决技术问题的技术方案
本发明包括以下的方式。
[1]一种下述式(1)或(2)所示的化合物:
RF1-XA-XB RSi nRAC m (1)
RAc mRSi nXB-XA-RF2-XA-XB RSi nRAc m (2)
[式中:
RF1为Rf1-RF-Oq-,
RF2为-Rf2 p-RF-Oq-,
Rf1为可以被1个或1个以上的氟原子取代的C1-16烷基,
Rf2为可以被1个或1个以上的氟原子取代的C1-6亚烷基,
RF分别独立地为二价的氟代聚醚基,
p为0或1,
q分别独立地为0或1,
XA分别独立地为单键或二价的有机基团,
XB分别独立地为不含Si原子的碳原子数1~10的(m+n+1)价的基团,
RSi在每次出现时分别独立地为-XC-SiR1 n,R2 3-n’,
XC为碳原子数1~10的二价的有机基团,
R1在每次出现时分别独立地为羟基或水解性基团,
R2在每次出现时分别独立地为氢原子或1价的有机基团,
n’为1~3的整数,
RAc在每次出现时分别独立地为-XD-XE(-XF-OCO-CR5=CH2)m’,
XD为单键或二价的有机基团,
XE为单键或(m’+1)价的基团,
XF在每次出现时分别独立地为单键或碳原子数1~10的二价的有机基团,
R5为氢原子、卤原子或碳原子数1~8的一价的有机基团,
m’为1~10的整数,
n分别独立地为1~10的整数,
m分别独立地为1~10的整数。]。
[2]如上述[1]所述的化合物,其中,RF在每次出现时分别独立地为下式所示的基团:
-(OC6F12)a-(OC5F10)b-(OC4F8)c-(OC3RFa 6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f-
[式中,RFa在每次出现时分别独立地为氢原子、氟原子或氯原子,a、b、c、d、e和f分别独立地为0~200的整数,并且a、b、c、d、e和f之和为1以上,标注a、b、c、d、e或f并用括号括起来的各重复单元的存在顺序在式中是任意的,其中,在全部RFa为氢原子或氯原子的情况下,a、b、c、e和f中的至少1个为1以上。]。
[3]如上述[1]或[2]所述的化合物,其中,RFa为氟原子。
[4]如上述[1]~[3]中任一项所述的化合物,其中,RF在每次出现时分别独立地为下述式(f1)、(f2)、(f3)、(f4)、(f5)或(f6)所示的基团:
-(OC3F6)d-(OC2F4)e- (f1)
[式(f1)中,d为1~200的整数,e为0或1。];
-(OC4F8)c-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f- (f2)
[式(f2)中,c和d分别独立地为0~30的整数;
e和f分别独立地为1~200的整数;
c、d、e和f之和为10~200的整数;
标注下标c、d、e或f并用括号括起来的各重复单元的存在顺序在式中是任意的。];
-(R6-R7)g-R9- (f3)
[式(f3)中,R6为OCF2或OC2F4;
R7为选自OC2F4、OC3F6、OC4F8、OC5F10和OC6F12中的基团,或者为选自这些基团中的2个或3个基团的组合;
R9为单键或选自OCF2、OC2F4、OC3F6、OC4F8、OC5F10和OC6F12中的基团;
g为2~100的整数。];
-(R6-R7)g-Rr-(R7’-R6’)g’- (f4)
[式(f4)中,R6为OCF2或OC2F4;
R7为选自OC2F4、OC3F6、OC4F8、OC5F10和OC6F12中的基团,或者为独立地选自这些基团中的2个或3个基团的组合;
R6’为OCF2或OC2F4;
R7’为选自OC2F4、OC3F6、OC4F8、OC5F10和OC6F12中的基团,或者为独立地选自这些基团中的2个或3个基团的组合;
g为2~100的整数;
g’为2~100的整数;
Rr为
(式中,*表示键合位置。)。];
-(OC6F12)a-(OC5F10)b-(OC4F8)c-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f-(f5)
[式(f5)中,e为1以上200以下的整数,a、b、c、d和f分别独立地为0以上200以下的整数,并且a、b、c、d、e和f之和至少为1,并且标注a、b、c、d、e或f并用括号括起来的各重复单元的存在顺序在式中是任意的。];
-(OC6F12)a-(OC5F10)b-(OC4F8)c-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f-(f6)
[式(f6)中,f为1以上200以下的整数,a、b、c、d和e分别独立地为0以上200以下的整数,并且a、b、c、d、e和f之和至少为1,并且标注a、b、c、d、e或f并用括号括起来的各重复单元的存在顺序在式中是任意的。]。
[5]如上述[1]~[4]中任一项所述的化合物,其中,Rf1在每次出现时分别独立地为C1-16全氟烷基,
Rf2在每次出现时分别独立地为C1-6全氟亚烷基。
[6]如上述[1]~[5]中任一项所述的化合物,其中,XA分别独立地为单键或不含氨酯键的二价的有机基团。
[7]如上述[1]~[6]中任一项所述的化合物,其中,XA分别独立地单键或下式所示的基团:
-(CαR11 2α)s1-R12 t1-
[式中:
R11在每次出现时分别独立地为氢原子或氟原子,
α在每次出现时分别独立地为1~10的整数,
R12在每次出现时分别独立地为-O-、-CO-、-NR10-、-CONR10-、-NR10CO-、-COO-或-OCO-,
R10为氢原子或C1-6烷基,
s1为0~3的整数,
t1为0~3的整数,
s1和t1的合计为1以上,
标注s1或t1并用括号括起来的各重复单元的存在顺序在式中是任意的。]。
[8]如上述[7]所述的化合物,其中,XA为-CONR10-Cα1H2α1-、-(Cα2H2α2)-O-(Cα 3H2α3)-或-Cα4H2α4-,
R10为氢原子或C1-6烷基,
α1为1~10的整数,
α2为0~6的整数,
α3为0~6的整数,
α4为0~6的整数。
[9]如上述[8]所述的化合物,其中,XA为-CONR10-Cα1H2α1-。
[10]如上述[1]~[9]中任一项所述的化合物,其中,XB为3价基团,n为1,m为1。
[11]如上述[1]~[10]中任一项所述的化合物,其中,XB为下述的基团:
[式中,R8为氢原子或C1-6烷基。]
n为1,m为1。
[12]如上述[1]~[11]中任一项所述的化合物,其中,XC为C1-6亚烷基、-(CH2)z1-O-(CH2)z2-(式中,z1为0~6的整数,z2为0~6的整数)、-(CH2)z3-亚苯基-(CH2)z4-(式中,z3为0~6的整数,z4为0~6的整数)、或者-(CH2)z13-OCONH-(CH2)z14-(式中,z13为0~6的整数,z14为0~6的整数)。
[13]如上述[1]~[12]中任一项所述的化合物,其中,XC为C1-6亚烷基。
[14]如上述[1]~[13]中任一项所述的化合物,其中,n’为2或3。
[15]如上述[1]~[14]中任一项所述的化合物,其中,n’为3。
[16]如上述[1]~[15]中任一项所述的化合物,其中,XE为单键。
[17]如上述[1]~[15]中任一项所述的化合物,其中,XE为-XG-XH,
XG为单键、C1-6亚烷基、-(CH2)z9-O-(CH2)z10-(式中,z9为0~6的整数,z10为0~6的整数)、或者-(CH2)z11-亚苯基-(CH2)z12-(式中,z11为0~6的整数,z12为0~6的整数)、
XH为下述的基团:
R8为氢原子或C1-6烷基。
[18]如上述[1]~[17]中任一项所述的化合物,其中,XD为-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NHCO-、-OCONH-、-NHCOO-、-NH-CO-NH-、-CH2CH(OH)CH2-、-CH(CH2OH)CH2-、
[式中,*和**表示键合位置,*与XB键合,**与XE键合。]。
[19]如上述[1]~[18]中任一项所述的化合物,其中,XF为单键、C1-6亚烷基、-(CH2)z5-O-(CH2)z6-(式中,z5为0~6的整数,z6为0~6的整数)、或者-(CH2)z7-亚苯基-(CH2)z8-(式中,z7为0~6的整数,z8为0~6的整数)。
[20]如上述[1]~[19]中任一项所述的化合物,其中,R5为氢原子或甲基。
[21]一种表面处理剂,其含有上述[1]~[20]中任一项所述的化合物。
[22]如上述[21]所述的表面处理剂,其还含有选自含氟油、硅油和催化剂中的1种或1种以上的其他成分。
[23]如上述[21]或[22]所述的表面处理剂,其作为防污性涂敷剂或防水性涂敷剂使用。
[24]一种物品,其包含基材和在该基材的表面由上述[1]~[19]中任一项所述的化合物或上述[21]~[23]中任一项所述的表面处理剂形成的层。
发明效果
利用本发明,能够提供一种能够形成耐久性优异的表面处理层的含氟代聚醚基的丙烯酸化合物。
具体实施方式
在本说明书中使用时,“1价的有机基团”是指含有碳的1价基团。作为1价的有机基团,没有特别限定,可以为烃基或其衍生物。烃基的衍生物是指在烃基的末端或分子链中具有1个或1个以上的N、O、S、Si、酰胺、磺酰基、硅氧烷、羰基、羰氧基等的基团。另外,在简称为“有机基团”的情况下,是指1价的有机基团。另外,“2价的有机基团”是指含有碳的2价基团。作为这样的2价的有机基团,没有特别限定,可以列举从有机基团中再脱去1个氢原子的2价基团。
在本说明书中使用时,“烃基”为含有碳和氢的基团,是指从烃中脱去1个氢原子的基团。作为这样的烃基,没有特别限定,可以列举可以被1个或1个以上的取代基取代的C1-20烃基、例如脂肪族烃基、芳香族烃基等。上述“脂肪族烃基”可以为直链状、支链状或环状中的任意种,也可以为饱和或不饱和中的任意种。另外,烃基还可以包含1个或1个以上的环结构。
在本说明书中使用时,作为“烃基”的取代基,没有特别限定,例如可以列举:卤原子;选自可以被1个或1个以上的卤原子取代的、C1-6烷基、C2-6烯基、C2-6炔基、C3-10环烷基、C3-10不饱和环烷基、5~10元的杂环基、5~10元的不饱和杂环基、C6-10芳基和5~10元的杂芳基中的1个或1个以上的基团。
在本说明书中使用时,“水解性基团”是指能够发生水解反应的基团,即是指能够利用水解反应从化合物的主骨架中脱离的基团。作为水解性基团的例子,可以列举-ORh、-OCORh、-O-N=CRh 2、-NRh 2、-NHRh、-NCO、卤素(这些式中,Rh表示取代或非取代的C1-4烷基)等。
本发明的含氟代聚醚基的丙烯酸化合物为下述式(1)或(2)所示的含氟代聚醚基的丙烯酸化合物:
RF1-XA-XB RSi nRAc m (1)
RAC mRSi nXB-XA-RF2-XA-XB RSi nRAc m (2)
[式中:
RF1为Rf1-RF-Oq-,
RF2为-Rf2 p-RF-Oq-,
Rf1为可以被1个或1个以上的氟原子取代的C1-16烷基,
Rf2为可以被1个或1个以上的氟原子取代的C1-6亚烷基,
RF分别独立地为二价的氟代聚醚基,
p为0或1,
q分别独立地为0或1,
XA分别独立地为单键或二价的有机基团,
XB分别独立地为不含Si原子的碳原子数1~10的(m+n+1)价的基团,
RSi在每次出现时分别独立地为-XC-SiR1 n’R2 3-n’,
XC为碳原子数1~10的二价的有机基团,
R1在每次出现时分别独立地为羟基或水解性基团,
R2在每次出现时分别独立地为氢原子或1价的有机基团,
n’为1~3的整数,
RAc在每次出现时分别独立地为-XD-XE(-XF-OCO-CR5=CH2)m’,
XD为单键或二价的有机基团,
XE为单键或(m’+1)价的基团,
XF在每次出现时分别独立地为单键或有机基团,
R5为氢原子、卤原子或碳原子数1~8的一价的有机基团,
m’为1~10的整数,
n分别独立地为1~10的整数,
m分别独立地为1~10的整数。]。
在上述式(1)中,RF1为Rf1-RF-Oq-。
在上述式(2)中,RF2为-Rf2 p-RF-Oq-。
在上述式中,Rf1为可以被1个或1个以上的氟原子取代的C1-16烷基。
上述可以被1个或1个以上的氟原子取代的C1-16烷基中的“C1-16烷基”可以为直链,也可以为支链,优选为直链或支链的C1-6烷基,特别是C1-3烷基,更优选为直链的C1-6烷基,特别是C1-3烷基。
上述Rf1优选为可以被1个或1个以上的氟原子取代的C1-16烷基,更优选为CF2H-C1-15全氟亚烷基,进一步优选为C1-16全氟烷基。
上述C1-16全氟烷基可以为直链,也可以为支链,优选为直链或支链的C1-6全氟烷基,特别是C1-3全氟烷基,更优选为直链的C1-6全氟烷基,特别是C1-3全氟烷基,具体为-CF3、-CF2CF3或-CF2CF2CF3。
在上述式中,Rf2为可以被1个或1个以上的氟原子取代的C1-6亚烷基。
上述可以被1个或1个以上的氟原子取代的C1-6亚烷基中的“C1-6亚烷基”可以为直链,也可以为支链,优选为直链或支链的C1-3亚烷基,更优选为直链的C1-3亚烷基。
上述Rf2优选为可以被1个或1个以上的氟原子取代的C1-6亚烷基,更优选为C1-6全氟亚烷基,进一步优选为C1-3全氟亚烷基。
上述C1-6全氟亚烷基可以为直链,也可以为支链,优选为直链或支链的C1-3全氟亚烷基,更优选为直链的C1-3全氟烷基,具体为-CF2-、-CF2CF2-或-CF2CF2CF2-。
在上述式中,p为0或1。在一个方式中,p为0。在另一个方式中,p为1。
在上述式中,q分别独立地为0或1。在一个方式中,q为0。在另一个方式中,q为1。
在上述式(1)和(2)中,RF在每次出现时分别独立地为2价的氟代聚醚基。
RF优选可以包括下述所示的基团:
-(OCh1RFa 2h1)h3-(OCh2RFa 2h2-2)h4-
[式中:
RFa在每次出现时分别独立地为氢原子、氟原子或氯原子,
h1为1~6的整数,
h2为4~8的整数,
h3为0以上的整数,
h4为0以上的整数,
其中,h3和h4的合计为1以上,优选为2以上,更优选为5以上,标注h3和h4并用括号括起来的各重复单元的存在顺序在式中是任意的。]。
在一个方式中,RF可以为直链状或支链状。RF优选为下式所示的基团:
-(OC6F12)a-(OC5F10)b-(OC4F8)c-(OC3RFa 6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f-
[式中:
RFa在每次出现时分别独立地为氢原子、氟原子或氯原子,
a、b、c、d、e和f分别独立地为0~200的整数,并且a、b、c、d、e和f之和为1以上。标注a、b、c、d、e或f并用括号括起来的各重复单元的存在顺序在式中是任意的。其中,在全部RFa为氢原子或氯原子的情况下,a、b、c、e和f中的至少1个为1以上。]。
RFa优选为氢原子或氟原子,更优选为氟原子。其中,在全部RFa为氢原子或氯原子的情况下,a、b、c、e和f中的至少1个为1以上。
a、b、c、d、e和f优选分别独立地可以为0~100的整数。
a、b、c、d、e和f之和优选5以上,更优选为10以上,例如可以为15以上或20以上。a、b、c、d、e和f之和优选为200以下,更优选为100以下,进一步优选为60以下,例如可以为50以下或30以下。
这些重复单元可以为直链状,也可以为支链状,也可以包含环结构。例如,-(OC6F12)-可以为-(OCF2CF2CF2CF2CF2CF2)-、-(OCF(CF3)CF2CF2CF2CF2)-、-(OCF2CF(CF3)CF2CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF(CF3)CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF2CF(CF3)CF2)-、-(OCF2CF2CF2CF2CF(CF3))-等。-(OC5F10)-可以为-(OCF2CF2CF2CF2CF2)-、-(OCF(CF3)CF2CF2CF2)-、-(OCF2CF(CF3)CF2CF2)-、-(OCF2CF2CF(CF3)CF2)-、-(OCF2CF2CF2CF(CF3))-等。-(OC4F8)-可以为-(OCF2CF2CF2CF2)-、-(OCF(CF3)CF2CF2)-、-(OCF2CF(CF3)CF2)-、-(OCF2CF2CF(CF3))-、-(OC(CF3)2CF2)-、-(OCF2C(CF3)2)-、-(OCF(CF3)CF(CF3))-、-(OCF(C2F5)CF2)-和-(OCF2CF(C2F5))-中的任意种。-(OC3F6)-(即在上述式中,RFa为氟原子)可以为-(OCF2CF2CF2)-、-(OCF(CF3)CF2)-和-(OCF2CF(CF3))-中的任意种。-(OC2F4)-可以为-(OCF2CF2)-和-(OCF(CF3))-中的任意种。
在一个方式中,RF可以包含环结构。
上述环结构可以为下述三元环、四元环、五元环或六元环。
[式中,*表示键合位置。]
上述环结构可以优选为四元环、五元环或六元环,更优选为四元环或六元环。
具有环结构的重复单元优选可以为下述单元。
[式中,*表示键合位置。]
在一个方式中,上述重复单元为直链状。通过使上述重复单元为直链状,能够提高表面处理层的表面光滑性、磨损耐久性等。
在一个方式中,上述重复单元为支链状。通过使上述重复单元为支链状,能够使表面处理层的动摩擦系数变大。
在一个方式中,RF在每次出现时分别独立地为下述式(f1)~(f6)中的任意式所示的基团。
-(OC3F6)d-(OC2F4)e- (f1)
[式(f1)中,d为1~200的整数,e为0或1,优选为1。]
-(OC4F8)c-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f- (f2)
[式(f2)中,c和d分别独立地为0以上30以下的整数,e和f分别独立地为1以上200以下的整数,
c、d、e和f之和为2以上,
标注下标c、d、e或f并用括号括起来的各重复单元的存在顺序在式中是任意的。]
-(R6-R7)g-R9- (f3)
[式(f3)中,R6为OCF2或OC2F4,
R7为选自OC2F4、OC3F6、OC4F8、OC5F10和OC6F12中的基团,或者为独立地选自这些基团中的2个或3个基团的组合,
R9为单键或选自OCF2、OC2F4、OC3F6、OC4F8、OC5F10和OC6F12中的基团;
g为2~100的整数。]
-(R6-R7)g-Rr-(R7’-R6’)g’- (f4)
[式(f4)中,R6为OCF2或OC2F4,
R7为选自OC2F4、OC3F6、OC4F8、OC5F10和OC6F12中的基团,或者为独立地选自这些基团中的2个或3个基团的组合,
R6’为OCF2或OC2F4,
R7’为选自OC2F4、OC3F6、OC4F8、OC5F10和OC6F12中的基团,或者为独立地选自这些基团中的2个或3个基团的组合,
g为2~100的整数,
g’为2~100的整数,
Rr为
(式中,*表示键合位置。)。]
-(OC6F12)a-(OC5F10)b-(OC4F8)c-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f- (f5)
[式(f5)中,e为1以上200以下的整数,a、b、c、d和f分别独立地为0以上200以下的整数,并且标注a、b、c、d、e或f并用括号括起来的各重复单元的存在顺序在式中是任意的。]
-(OC6F12)a-(OC5F10)b-(OC4F8)c-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f- (f6)
[式(f6)中,f为1以上200以下的整数,a、b、c、d和e分别独立地为0以上200以下的整数,并且标注a、b、c、d、e或f并用括号括起来的各重复单元的存在顺序在式中是任意的。]
在上述式(f1)中,d为优选5~200、更优选10~100、进一步优选15~50、例如25~35的整数。在一个方式中,e为1。在另一个方式中,e为0。上述式(f1)中的(OC3F6)优选为(OCF2CF2CF2)、(OCF2CF(CF3))或(OCF(CF3)CF2)所示的基团,更优选为-(OCF2CF2CF2)d-所示的基团。上述式(f1)中的(OC2F4)优选为(OCF2CF2)或(OCF(CF3))所示的基团,更优选为(OCF2CF2)所示的基团。
在上述式(f2)中,e和f分别独立地为优选5~200、更优选10~200的整数。另外,c、d、e和f之和优选为5以上,更优选为10以上,例如可以为15以上或20以上。在一个方式中,上述式(f2)优选为-(OCF2CF2CF2CF2)c-(OCF2CF2CF2)d-(OCF2CF2)e-(OCF2)f-所示的基团。在另一个方式中,式(f2)可以为-(OC2F4)e-(OCF2)f-所示的基团。
在上述式(f3)中,R6优选为OC2F4。在上述(f3)中,R7优选为选自OC2F4、OC3F6和OC4F8中的基团,或者为独立地选自这些基团中的2个或3个基团的组合,更优选为选自OC3F6和OC4F8中的基团。作为独立地选自OC2F4、OC3F6和OC4F8中的2个或3个基团的组合,没有特别限定,例如可以列举-OC2F4OC3F6-、-OC2F4OC4F8-、-OC3F6OC2F4-、-OC3F6OC3F6-、-OC3F6OC4F8-、-OC4F8OC4F8-、-OC4F8OC3F6-、-OC4F8OC2F4-、-OC2F4OC2F4OC3F6-、-OC2F4OC2F4OC4F8-、-OC2F4OC3F6OC2F4-、-OC2F4OC3F6OC3F6-、-OC2F4OC4F8OC2F4-、-OC3F6OC2F4OC2F4-、-OC3F6OC2F4OC3F6-、-OC3F6OC3F6OC2F4-和-OC4F8OC2F4OC2F4-等。在一个方式中,R9为单键。在另一个方式中,R9为选自OCF2、OC2F4、OC3F6、OC4F8、OC5F10和OC6F12中的基团。在上述式(f3)中,g为优选3以上、更优选5以上的整数。上述g优选为50以下的整数。在上述式(f3)中,OC2F4、OC3F6、OC4F8、OC5F10和OC6F12可以为直链或支链中的任意种,优选为直链。在该方式中,上述(R6-R7)g优选为-(OC2F4-OC3F6)g-或-(OC2F4-OC4F8)g-。
在上述式(f4)中,R6、R7和g的含义与上述式(f3)的记载相同,具有相同的方式。R6’、R7’和g’的含义分别与上述式(f3)所记载的R6、R7和g相同,具有相同的方式。Rr优选为
[式中,*表示键合位置。],更优选为
[式中,*表示键合位置。]。
在上述式(f5)中,e为优选1以上100以下、更优选5以上100以下的整数。a、b、c、d、e和f之和优选为5以上,更优选为10以上,例如为10以上100以下。
在上述式(f6)中,f为优选1以上100以下、更优选5以上100以下的整数。a、b、c、d、e和f之和优选为5以上,更优选为10以上,例如为10以上100以下。
在一个方式中,上述RF为上述式(f1)或(f2)所示的基团。
在一个方式中,上述RF为上述式(f1)所示的基团。
在一个方式中,上述RF为上述式(f2)所示的基团。
在一个方式中,上述RF为上述式(f3)所示的基团。
在一个方式中,上述RF为上述式(f4)所示的基团。
在一个方式中,上述RF为上述式(f5)所示的基团。
在一个方式中,上述RF为上述式(f6)所示的基团。
在上述RF中,e相对于f的比(以下称为“e/f比”)为0.1~10,优选为0.2~5,更优选为0.2~2,进一步优选为0.2~1.5,进一步更优选为0.2~0.85。通过使e/f比为10以下,由该化合物得到的表面处理层的光滑性、磨损耐久性和耐化学性(例如对人工汗的耐久性)进一步提高。e/f比越小,表面处理层的光滑性和磨损耐久性越高。另一方面,通过使e/f比为0.1以上,能够进一步提高化合物的稳定性。e/f比越大,化合物的稳定性越高。
在一个方式中,上述e/f比优选为0.2~0.95,更优选为0.2~0.9。
在一个方式中,从耐热性的观点考虑,上述e/f比优选为1.0以上,更优选为1.0~2.0。
在上述含氟代聚醚基的丙烯酸化合物中,RF1和RF2部分的数均分子量没有特别限定,例如为500~30,000,优选为1,500~30,000,更优选为2,000~10,000。在本说明书中,RF1和RF2的数均分子量是利用19F-NMR进行测定得到的值。
在上述式(1)和(2)中,XA分别独立地为单键或二价的有机基团。
在一个方式中,XA分别独立地为单键或不含氨酯键的二价的有机基团。
在优选的方式中,XA分别独立地为单键或下式所示的基团:
-(CαR11 2α)s1-R12 t1-
[式中:
R11在每次出现时分别独立地为氢原子或氟原子,
α在每次出现时分别独立地为1~10的整数,
R12在每次出现时分别独立地为-O-、-CO-、-CONH-、-NHCO-、-COO-或-OCO-,
s1为0~3的整数,
t1为0~3的整数,
s1和t1的合计为1以上,
标注s1或t1并用括号括起来的各重复单元的存在顺序在式中是任意的。]。其中,式中,左侧与RF1或RF2键合。
在一个方式中,XA为单键。
在一个方式中,XA分别独立地为上述-(CαR11 2α)s1-R12 t1-。
上述R11优选为氢原子。
上述α在每次出现时分别独立地为优选1~6的整数、更优选1~4的整数、进一步优选2~4的整数。
上述R12在每次出现时分别独立地优选为-O-、-CO-、-NR10-、-CONH-或-COO-,更优选为-CONH-。
上述R10为氢原子或C1-6烷基,优选为氢原子。
上述s1优选为1或2,更优选为1。
上述t1优选为0~2的整数,更优选为1或2,进一步优选为1。
在优选的方式中,
R11为氢原子,
α为2~4的整数,
R12为-O-、-CO-、-NR10-、-CONH-或-COO-,
R10为氢原子或C1-6烷基,
s1为1或2,
t1为0或1。
在更优选的方式中,XA为-CONR10-Cα1H2α1-、-(Cα2H2α2)-O-(Cα3H2α3)-或-Cα 4H2α4-,优选为-CONR10-Cα1H2α1-。这样的基团的左侧与RF1或RF2键合。
α1为1~10的整数。α2为0~6的整数,例如为1~6的整数。α3为0~6的整数,例如为1~6的整数。α4为0~6的整数,例如为1~6的整数。
XA优选为-CONH-Cα1H2α1-。这样的基团的左侧与RF1或RF2键合。
上述Cα1H2α1优选为(CH2)α1。
上述Cα2H2α2优选为(CH2)α2。
上述Cα3H2α3优选为(CH2)α3。
上述Cα4H2α4优选为(CH2)α4。
在上述式(1)和(2)中,XB分别独立地为不含Si原子的碳原子数1~10的(n+n+1)价的基团。
在一个方式中,上述XB为4价的基团,优选为
在一个方式中,上述-C(-O-)=的O与RSi键合。在另一个方式中,-C(-O-)=的O与RAc键合。
在一个方式中,上述XB可以为3价基团,可以优选为
[式中,R8为氢原子或C1-6烷基(优选甲基或乙基,更优选甲基)。]。在一个方式中,上述-CR8(-O-)-的O与RSi键合。在另一个方式中,-CR8(-O-)-的O与RAc键合。
在优选的方式中,XB为N。在这种情况下,式中,m为1,n为1。
在上述式(1)和(2)中,m分别独立地为1~10的整数,n分别独立地为1~10的整数。
m优选为1~6的整数,更优选为1~3的整数,特别优选为1。
n优选为1~6的整数,更优选为1~3的整数,特别优选为1。
在优选的方式中,m为1,n为1。
在上述式(1)和(2)中,RSi在每次出现时分别独立地为-XC-SiR1 n’R2 3-n’。
上述XC为碳原子数1~10的二价的有机基团。
在一个方式中,XC为
C1-6亚烷基、
-(CH2)z1-O-(CH2)z2-(式中,z1为0~6的整数,例如为1~6的整数,z2为0~6的整数,例如为1~6的整数。)、
-(CH2)z3-亚苯基-(CH2)z4-(式中,z3为0~6的整数,例如为1~6的整数,z4为0~6的整数,例如为1~6的整数)、或者
-(CH2)z13-OCONH-(CH2)z14-(式中,z13为0~6的整数,z14为0~6的整数)。
这些基团例如可以被选自氟原子、C1-6烷基、C2-6烯基和C2-6炔基中的1个或1个以上的取代基取代,优选为非取代。这些基团的左侧与XB键合。
上述C1-6亚烷基可以为直链,也可以为支链,优选为直链。
在优选的方式中,XC为C1-6亚烷基,优选为C2-4亚烷基。
上述R1在每次出现时分别独立地为羟基或水解性基团。
R1优选在每次出现时分别独立地为水解性基团。
R1优选在每次出现时分别独立地为-ORh、-OCORh、-O-N=CRh 2、-NRh 2、-NHRh、-NCO或卤素(这些式中,Rh表示取代或非取代的C1-4烷基),更优选为-ORh(即烷氧基)。作为Rh,可以列举:甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基等非取代烷基;氯甲基等取代烷基。这些之中,优选烷基,特别是非取代烷基,更优选甲基或乙基。在一个方式中,Rh为甲基,在另一个方式中,Rh为乙基。
上述R2在每次出现时分别独立地为氢原子或1价的有机基团。这样的1价的有机基团为不包括上述水解性基团的1价的有机基团。
在R2中,1价的有机基团优选为C1-20烷基,更优选为C1-6烷基,进一步优选为甲基。
上述式中,n’在每个(SiR1 n’R2 3-n’)单元中分别独立地为1~3的整数,优选为2或3,更优选为3。
在上述式(1)和(2)中,RAc在每次出现时分别独立地为-XD-XE(-XF-OCO-CR5=CH2)m’。
上述XD为单键或二价的有机基团。
XD优选为-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NHCO-、-OCONH-、-NHCOO-、-NH-CO-NH-、-CH2CH(OH)CH2-或-CH(CH2OH)CH2-,更优选为-CONH-、-CH2CH(OH)CH2-、-CH(CH2OH)CH2-、
[式中,*和**表示键合位置,*与XB键合,**与XE键合。]。这些基团的左侧与XB键合。
XD更优选为-CONH-。
上述XE为单键或(m’+1)价的基团。
在一个方式中,XE为单键。
在一个方式中,XE为下式所示的三价或四价的基团:
-XG-XH
[式中:
XG为
单键、
C1-6亚烷基、
-(CH2)z9-O-(CH2)z10-(式中,z9为0~6的整数,例如为1~6的整数,z10为0~6的整数,例如为1~6的整数)、或者
-(CH2)z11-亚苯基-(CH2)z12-(式中,z11为0~6的整数,例如为1~6的整数,z12为0~6的整数,例如为1~6的整数),
XH为下述
R8为氢原子或C1-6烷基。]。
上述C1-6亚烷基可以为直链,也可以为支链,优选为直链。
在优选的方式中,上述C1-6亚烷基为C2-4亚烷基。
上述C1-6烷基优选为C1-3烷基,更优选为甲基。
上述XF在每次出现时分别独立地为单键或二价的有机基团(优选碳原子数1~10的二价的有机基团)。
在一个方式中,XF为
单键、
C1-6亚烷基、
-(CH2)z5-O-(CH2)z6-(式中,z5为0~6的整数,例如为1~6的整数,z6为0~6的整数,例如为1~6的整数。)、或者
-(CH2)z7-亚苯基-(CH2)z8-(式中,z7为0~6的整数,例如为1~6的整数,z8为0~6的整数,例如为1~6的整数)。
这些基团例如可以被选自氟原子、C1-6烷基、C2-6烯基和C2-6炔基中的1个或1个以上的取代基取代,优选为非取代。这些基团的左侧与XB键合。
上述C1-6亚烷基可以为直链,也可以为支链,优选为直链。
在优选的方式中,XF为C1-6亚烷基,优选为C2-4亚烷基。
在一个方式中,XD、XE和XF为单键。
上述R5为氢原子、卤原子或碳原子数1~8的一价的有机基团。
上述一价的有机基团优选为C1-8烷基、C3-8环烷基或C5-8芳基,更优选为C1-6烷基或苯基,进一步优选为C1-3烷基,特别优选为甲基。
在一个方式中,R5为氢原子。
在一个方式中,R5为甲基。
上述m’为1~10的整数,优选为1~3的整数,更优选为1。
上述式(1)或式(2)所示的含氟代聚醚基的丙烯酸化合物没有特别限定,可以具有5×102~1×105的数均分子量。在这样的范围内,从磨损耐久性的观点考虑,优选具有2,000~32,000、更优选2,500~12,000的数均分子量。其中,该“数均分子量”是利用19F-NMR进行测定得到的值。
在一个方式中,本发明的含氟代聚醚基的丙烯酸化合物为式(1)所示的含氟代聚醚基的丙烯酸化合物。
在一个方式中,本发明的含氟代聚醚基的丙烯酸化合物为式(2)所示的含氟代聚醚基的丙烯酸化合物。
上述式(1)和(2)所示的含氟代聚醚基的丙烯酸化合物能够通过如下方式得到:首先,制备具有-NH-、-C(OH)-等反应性部位的含氟代聚醚基的硅烷化合物,接着,使具有丙烯酸基的化合物与上述反应性部位反应,由此能够得到上述式(1)和(2)所示的含氟代聚醚基的丙烯酸化合物。
在一个方式中,使下述式:RF1-COOR21、R21OOC-RF2-COOR21(式中,R21为氢原子或甲基,RF1和RF2的含义与关于式(1)和(2)的记载相同。)所示的化合物与下述式:R24-R23-NH-R22-SiR1 n’R2 3-n’(式中,R22为二价基团,R23为二价基团,R24为NH2等反应性基团,R1、R2和n’的含义与关于式(1)和(2)的记载相同。)所示的化合物反应,得到下述式:RF1-R25-R23-NH-R22-SiR1 n’R2 3-n’、R2 3-n’R1 n’Si-R22-HN-R23-R25-RF2-R25-R23-NH-R22-SiR1 n’R2 3-n’所示的化合物。接着,使上述化合物与下述式:R34-R35-OCOCH=CH2(式中,R34为-NCO、-COOH、-COOCl等反应性基团,R35为二价基团。)或R56-OCOCR57=CH2(式中,R56为卤素、H或一价烃基,R57为氢原子或C1-3烷基。)所示的化合物反应,由此能够得到上述式(1)和(2)所示的含氟代聚醚基的丙烯酸化合物。
在一个方式中,使下述式:RF1-COF、FOC-RF2-COF(式中,RF1和RF2的含义与关于式(1)和(2)的记载相同。)所示的化合物与Br-Mg-CH2CH=CH2反应,得到RF1-C(OH)(CH2CH=CH2)2、(CH2=CHCH2)2(HO)C-RF2-C(OH)(CH2CH=CH2)2所示的化合物。接着,使上述化合物与下述式:HSiR1 n’R2 3-n’反应,得到RF1-C(OH)(CH2CH=CH2)2、(R2 3-n’R1 n’Si-CH2CH2CH2)2(HO)C-RF2-C(OH)(CH2CH2CH2-SiR1 n’R2 3-n’)2所示的化合物。接着,使上述化合物与下述式:R34-R35-OCOCH=CH2(式中,R34为-NCO、-COOH等反应性基团,R35为二价基团。)所示的化合物反应,由此能够得到上述式(1)和(2)所示的含氟代聚醚基的丙烯酸化合物。
在一个方式中,关于上述式(A1)和(A2)所示的含氟代聚醚基的丙烯酸化合物,使下述式:HOCH2-RF2-CH2OH(式中,RF1和RF2的含义与关于式(A1)和(A2)的记载相同。)所示的化合物与
反应,得到
接着,使上述化合物与OCN-(CH2)3-SiR1 n’R2 3-n’(式中,各符号的含义与上述相同。)反应,能够得到
(式中,各符号的含义与上述相同。)所示的化合物。
在一个方式中,关于上述式(A1)和(A2)所示的含氟代聚醚基的丙烯酸化合物,使下述式:
(式中,各符号的含义与上述相同。)所示的化合物与HOOC=CH2反应,得到
(式中,各符号的含义与上述相同。)所示的化合物。接着,使上述化合物与OCN-(CH2)3-SiR1 n’R2 3-n’(式中,各符号的含义与上述相同。)反应,能够得到
(式中,各符号的含义与上述相同。)所示的化合物。
上述反应的各工序的反应条件可以由本领域技术人员适当设定。
接着,对本发明的表面处理剂进行说明。
本发明的表面处理剂含有式(1)或(2)所示的至少1种含氟代聚醚基的丙烯酸化合物。
在一个方式中,在本发明的表面处理剂中,含氟代聚醚基的丙烯酸化合物为式(1)所示的化合物。
在另一个方式中,在本发明的表面处理剂中,含氟代聚醚基的丙烯酸化合物为式(2)所示的化合物。
在另一个方式中,在本发明的表面处理剂中,含氟代聚醚基的丙烯酸化合物为式(1)所示的化合物和式(2)所示的化合物。
在本发明的表面处理剂中,相对于式(1)所示的化合物和式(2)所示的化合物的合计,式(2)所示的化合物优选为0.1摩尔%以上35摩尔%以下。相对于式(1)所示的化合物和式(2)所示的化合物的合计,式(2)所示的化合物的含量的下限优选为0.1摩尔%,更优选为0.2摩尔%,进一步优选为0.5摩尔%,进一步更优选为1摩尔%,特别优选为2摩尔%,特别可以为5摩尔%。相对于式(1)所示的化合物和式(2)所示的化合物的合计,式(2)所示的化合物的含量的上限可以优选为35摩尔%,更优选为30摩尔%,进一步优选为20摩尔%,进一步更优选为15摩尔%或10摩尔%。相对于式(1)所示的化合物和式(2)所示的化合物的合计,式(2)所示的化合物优选为0.1摩尔%以上30摩尔%以下,更优选为0.1摩尔%以上20摩尔%以下,进一步优选为0.2摩尔%以上10摩尔%以下,进一步更优选为0.5摩尔%以上10摩尔%以下,特别优选为1摩尔%以上10摩尔%以下,例如为2摩尔%以上10摩尔%以下或5摩尔%以上10摩尔%以下。
上述的式(1)或(2)所示的化合物的含量相对于表面处理剂整体,可以优选为0.1~50.0质量%,更优选为1.0~30.0质量%,进一步优选为5.0~25.0质量%,特别优选为10.0~20.0质量%。通过使上述含氟代聚醚基的丙烯酸化合物的含量在上述的范围,能够获得更高的拨水拨油性和摩擦耐久性。
本发明的表面处理剂可以含有溶剂、能够理解为是含氟油的(非反应性的)氟代聚醚化合物、优选全氟(聚)醚化合物(以下,统称为“含氟油”)、能够理解为是硅油的(非反应性的)有机硅化合物(以下,称为“硅油”)、醇类、催化剂、表面活性剂、阻聚剂、敏化剂等。
作为上述溶剂,例如可以列举:己烷、环己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十二烷、矿油精等脂肪族烃类;苯、甲苯、二甲苯、萘、溶剂石脑油等芳香族烃类;乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丙酯、乙酸异丁酯、乙酸溶纤剂、丙二醇甲基醚乙酸酯、乙酸卡必醇、草酸二乙酯、丙酮酸乙酯、乙基-2-羟基丁酸酯、乙酰乙酸乙酯、乙酸戊酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、2-羟基异丁酸甲酯、2-羟基异丁酸乙酯等酯类;丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、2-己酮、环己酮、甲基氨基酮、2-庚酮等酮类;乙基溶纤剂、甲基溶纤剂、甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单乙醚乙酸酯、丙二醇单丁醚乙酸酯、二丙二醇二甲醚、乙二醇单烷基醚等二醇醚类;甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、仲丁醇、3-戊醇、辛醇、3-甲基-3-甲氧基丁醇、叔戊醇等醇类;乙二醇、丙二醇等二元醇类;四氢呋喃、四氢吡喃、二噁烷等环状醚类;N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等酰胺类;甲基溶纤剂、溶纤剂、异丙基溶纤剂、丁基溶纤剂、二乙二醇单甲醚等醚醇类;二乙二醇单乙醚乙酸酯;1,1,2-三氯-1,2,2-三氟乙烷、1,2-二氯-1,1,2,2-四氟乙烷、二甲亚砜、1,1-二氯-1,2,2,3,3-五氟丙烷(HCFC225)、ZEORORA H、HFE7100、HFE7200、HFE7300、CF3CH2OH、CF3CF2CH2OH、(CF3)2CHOH等含氟溶剂等。或者,可以列举它们的2种以上的混合溶剂等。
作为含氟油,没有特别限定,例如可以列举以下的通式(3)所示的化合物(全氟(聚)醚化合物)。
Rf5-(OC4F8)a’-(OC3F6)b’-(OC2F4)c’-(OCF2)d’-Rf6···(3)
式(3)中,Rf5表示可以被1个或1个以上的氟原子取代的碳原子数1~16烷基(优选C1-16的全氟烷基),Rf6表示可以被1个或1个以上的氟原子取代的碳原子数1~16烷基(优选C1-16全氟烷基)、氟原子或氢原子,Rf5和Rf6更优选分别独立地为C1-3全氟烷基。
a’、b’、c’和d’分别表示构成聚合物主骨架的全氟(聚)醚的4种重复单元数,彼此独立地为0以上300以下的整数,并且a’、b’、c’和d’之和至少为1,优选为1~300,更优选为20~300。标注下标a’、b’、c’或d’并用括号括起来的各重复单元的存在顺序在式中是任意的。这些重复单元可以为直链状,也可以为支链状,还可以包含环结构。例如,-(OC4F8)-可以为-(OCF2CF2CF2CF2)-、-(OCF(CF3)CF2CF2)-、-(OCF2CF(CF3)CF2)-、-(OCF2CF2CF(CF3))-、-(OC(CF3)2CF2)-、-(OCF2C(CF3)2)-、-(OCF(CF3)CF(CF3))-、-(OCF(C2F5)CF2)-和(OCF2CF(C2F5))-中的任意种,优选为-(OCF2CF2CF2CF2)-。-(OC3F6)-可以为-(OCF2CF2CF2)-、-(OCF(CF3)CF2)-和(OCF2CF(CF3))-中的任意种,优选为-(OCF2CF2CF2)-。-(OC2F4)-可以为-(OCF2CF2)-和(OCF(CF3))-中的任意种,优选为-(OCF2CF2)-。
上述环结构可以为下述三元环或四元环:
[式中,*表示键合位置。]
例如,(OC4F8)可以为
[式中,*表示键合位置。]。
作为上述通式(3)所示的全氟(聚)醚化合物的例子,可以列举以下的通式(3a)和(3b)中的任意式所示的化合物(可以为1种或2种以上的混合物)。
Rf5-(OCF2CF2CF2)b”-Rf6···(3a)
Rf5-(OCF2CF2CF2CF2)a”-(OCF2CF2CF2)b”-(OCF2CF2)c”-(OCF2)d”-Rf6···(3b)
这些式中,Rf5和Rf6如上所述;在式(3a)中,b”为1以上100以下的整数;在式(3b)中,a”和b”分别独立地为0以上30以下的整数,c”和d”分别独立地为1以上300以下的整数。标注下标a”、b”、c”、d”并用括号括起来的各重复单元的存在顺序在式中是任意的。
另外,从其他的观点考虑,含氟油可以为通式Rf3-F(式中,Rf3为C5-16全氟烷基。)所示的化合物。另外,还可以为氯三氟乙烯低聚物。
上述含氟油可以具有500~10000的平均分子量。含氟油的分子量可以利用GPC进行测定。
相对于本发明的表面处理剂,可以含有例如0~50质量%、优选0~30质量%、更优选0~5质量%的含氟油。在一个方式中,本发明的表面处理剂实质上不含含氟油。实质上不含含氟油是指完全不含含氟油,或者可以含有极微量的含氟油。
在一个方式中,可以使含氟油的平均分子量大于含氟代聚醚基的丙烯酸化合物的平均分子量。通过成为这样的平均分子量,特别是在利用真空蒸镀法形成表面处理层的情况下,能够获得更优异的磨损耐久性和表面光滑性。
在一个方式中,可以使含氟油的平均分子量小于含氟代聚醚基的丙烯酸化合物的平均分子量。通过成为这样的平均分子量,能够抑制由这样的化合物得到的表面处理层的透明性下降,并能够形成具有高的磨损耐久性和高的表面光滑性的固化物。
含氟油有助于提高由本发明的表面处理剂形成的层的表面光滑性。
作为上述硅油,例如可以使用硅氧烷键为2,000以下的直链状或环状的硅油。直链状的硅油可以为所谓的普通硅油(straight silicon oil)和改性硅油。作为普通硅油,可以列举二甲基硅油、甲基苯基硅油、甲基含氢硅油。作为改性硅油,可以列举利用烷基、芳烷基、聚醚、高级脂肪酸酯、氟代烷基、氨基、环氧基、羧基、醇等将普通硅油改性而得到的硅油。环状的硅油例如可以列举环状二甲基硅氧烷油等。
在本发明的表面处理剂中,这样的硅油相对于上述本发明的含氟代聚醚基的丙烯酸化合物的合计100质量份(2种以上时为它们的合计,下同),可以含有例如0~300质量份、优选50~200质量份。
硅油有助于提高表面处理层的表面光滑性。
作为上述醇类,例如可以列举可以被1个或1个以上的氟原子取代的碳原子数1~6的醇,例如甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇、CF3CH2OH、CF3CF2CH2OH、(CF3)2CHOH。通过将这些醇类添加在表面处理剂中,能够提高表面处理剂的稳定性,还能够改善含全氟聚醚基的丙烯酸化合物与溶剂的相溶性。
上述醇优选为2,2,3,3,3-五氟-1-丙醇或2,2,2-三氟乙醇。
作为上述催化剂,可以列举酸(例如乙酸、三氟乙酸等)、碱(例如氨、三乙胺、二乙胺等)、过渡金属(例如Ti、Ni、Sn等)等。
催化剂促进本发明的含氟代聚醚基的丙烯酸化合物的水解、脱水缩合或聚合,促进由本发明的表面处理剂形成的层的形成。
作为其他的成分,除了上述以外,例如还可以列举四乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基三乙酰氧基硅烷等。
可以将本发明的表面处理剂含浸在将多孔物质例如多孔的陶瓷材料、金属纤维例如钢丝棉固定为棉絮状而成的物质中,制成粒料。该粒料例如可以用于真空蒸镀。
本发明的表面处理剂除了含有上述成分以外,作为杂质,还可以含有微量的例如Pt、Rh、Ru、1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷、三苯基膦、NaCl、KCl、硅烷的缩合物等。
以下,对本发明的物品进行说明。
本发明的物品包含基材和在该基材表面由本发明的表面处理剂形成的层(表面处理层)。
本发明中能够使用的基材例如可以由玻璃、树脂(天然或合成树脂,例如可以是通常的塑料材料)、金属、陶瓷、半导体(硅、锗等)、纤维(织物、无纺布等)、毛皮、皮革、木材、陶瓷器、石材等、建筑材料等、卫生用品、任意合适的材料构成。
例如在所要制造的物品为光学部件的情况下,构成基材表面的材料可以为光学部件用材料、例如玻璃或透明塑料等。另外,在所要制造的物品为光学部件的情况下,也可以在基材表面(最外层)形成某种层(或膜)、例如硬涂层和防反射层等。防反射层可以使用单层防反射层和多层防反射层中的任意种。作为防反射层能够使用的无机物的例子,可以列举SiO2、SiO、ZrO2、TiO2、TiO、Ti2O3、Ti2O5、Al2O3、Ta2O5、Ta3O5、Nb2O5、HfO2、Si3N4、CeO2、MgO、Y2O3、SnO2、MgF2、WO3等。这些无机物可以单独使用,或者将它们的2种以上组合(例如以混合物的形式)使用。在形成多层防反射层的情况下,优选在其最外层使用SiO2和/或SiO。在所要制造的物品为触摸面板用的光学玻璃部件的情况下,可以在基材(玻璃)的一部分表面具有透明电极、例如使用氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌等的薄膜。另外,关于基材,根据其具体规格等,还可以具有绝缘层、粘合层、保护层、装饰框层(I-CON)、雾化膜层、硬涂膜层、偏光膜、相位差膜和液晶显示模块等。
上述基材的形状没有特别限定,例如可以为板状、膜、其他的形态。另外,要形成表面处理层的基材的表面区域只要是基材表面的至少一部分即可,可以根据所要制造的物品的用途和具体规格等适当确定。
在一个方式中,作为这样的基材,可以是至少其表面部分由本来具有羟基的材料形成的基材。作为这样的材料,可以列举玻璃,还可以列举在表面可形成自然氧化膜或热氧化膜的金属(特别是贱金属)、陶瓷、半导体等。或者,如树脂等那样,在即使具有羟基但不充分的情况下,或者在本来就不具有羟基的情况下,通过对基材实施某种前处理,能够向基材的表面导入或增加羟基。作为这样的前处理的例子,可以列举等离子体处理(例如电晕放电)、离子束照射。为了能够向基材表面导入或增加羟基并对基材表面进行净化(除去异物等),也可以适当利用等离子体处理。另外,作为这样的前处理的其他例子,可以列举如下的方法:利用LB法(Langmuir-Blodgett法)和化学吸附法等,在基材表面预先以单分子膜的形态形成具有碳-碳不饱和键基团的表面吸附剂,之后,在含有氧气和氮气等的气氛下使不饱和键断裂。
在另一个方式中,作为这样的基材,也可以是至少其表面部分由具有1个以上的其他的反应性基团、例如Si-H基的有机硅化合物或含有烷氧基硅烷的材料形成的基材。
在优选的方式中,上述基材为玻璃。作为这样的玻璃,优选蓝宝石玻璃、钠钙玻璃、碱铝硅酸盐玻璃、硼硅酸玻璃、无碱玻璃、水晶玻璃、石英玻璃,特别优选化学强化后的钠钙玻璃、化学强化后的碱铝硅酸盐玻璃和化学键合后的硼硅酸玻璃。
通过在上述基材的表面形成上述的本发明的表面处理剂的层,根据需要对该层进行后处理,由本发明的表面处理剂形成层,由此能够制造本发明的物品。
本发明的表面处理剂的层形成可以通过以覆盖基材表面的方式对该表面施用上述表面处理剂而实施。覆盖方法没有特别限定。例如,可以使用湿润覆盖法和干燥覆盖法。
作为湿润覆盖法的例子,可以列举浸涂、旋涂、流涂、喷涂、辊涂、凹版涂布和类似的方法。
作为干燥覆盖法的例子,可以列举蒸镀(通常为真空蒸镀)、溅射、CVD和类似的方法。作为蒸镀法(通常为真空蒸镀法)的具体例,可以列举电阻加热、电子束、使用微波等的高频加热、离子束和类似的方法。作为CVD方法的具体例,可以列举等离子体-CVD、光学CVD、热CVD和类似的方法。
另外,也可以是利用常压等离子体法的覆盖。
在使用湿润覆盖法的情况下,本发明的表面处理剂可以用溶剂稀释后用于基材表面。从本发明的组合物的稳定性和溶剂的挥发性的观点考虑,优选使用以下的溶剂:碳原子数5~12的全氟脂肪族烃(例如全氟己烷、全氟甲基环己烷和全氟-1,3-二甲基环己烷);多氟芳香族烃(例如双(三氟甲基)苯);多氟脂肪族烃(例如C6F13CH2CH3(例如旭硝子株式会社制造的ASAHIKLIN(注册商标)AC-6000)、1,1,2,2,3,3,4-七氟环戊烷(例如日本瑞翁株式会社制造的ZEORORA(注册商标)H);氢氟醚(HFE)(例如全氟丙基甲基醚(C3F7OCH3)(例如住友3M株式会社制造的Novec(商标)7000)、全氟丁基甲基醚(C4F9OCH3)(例如住友3M株式会社制造的Novec(商标)7100)、全氟丁基乙基醚(C4F9OC2H5)(例如住友3M株式会社制造的Novec(商标)7200)、全氟己基甲基醚(C2F5CF(OCH3)C3F7)(例如住友3M株式会社制造的Novec(商标)7300)等烷基全氟烷基醚(全氟烷基和烷基可以为直链或支链状)、或者CF3CH2OCF2CHF2(例如旭硝子株式会社制造的ASAHIKLIN(注册商标)AE-3000))等。这些溶剂可以单独使用,或者以2种以上的混合物的形式使用。其中,优选氢氟醚,特别优选全氟丁基甲基醚(C4F9OCH3)和/或全氟丁基乙基醚(C4F9OC2H5)。
在使用干燥覆盖法的情况下,本发明的表面处理剂可以直接供于干燥覆盖法,或者也可以在用上述溶剂稀释后供于干燥覆盖法。
表面处理剂的层形成优选以本发明的表面处理剂与用于水解和脱水缩合的催化剂共存于层中的方式实施。简便起见,在利用湿润覆盖法的情况下,可以在将本发明的表面处理剂用溶剂稀释后,在即将用于基材表面之前,向本发明的表面处理剂的稀释液中添加催化剂。在利用干燥覆盖法的情况下,可以对添加催化剂后的本发明的表面处理剂直接进行蒸镀(通常为真空蒸镀)处理,或者将添加催化剂后的本发明的表面处理剂含浸在铁或铜等金属多孔体中,得到颗粒状物质,使用所得到的颗粒状物质进行蒸镀(通常为真空蒸镀)处理。
催化剂可以使用任意适当的酸或碱。作为酸催化剂,例如可以使用乙酸、甲酸、三氟乙酸等。另外,作为碱催化剂,例如可以使用氨、有机胺类等。
本发明的物品所含的表面处理层具有高的磨损耐久性两者。另外,上述表面处理层除了高的磨损耐久性以外,也根据所使用的表面处理剂的组成,还能够具有拨水性、拨油性、防污性(例如防止附着指纹等污渍)、防水性(防止水向电子部件等的浸入)、表面光滑性(或润滑性,例如指纹等污渍的擦拭性、优异的手指触感)、耐药品性等,能够作为功能性薄膜合适地利用。
因此,本发明还涉及最外层具有上述表面处理层的光学材料。
作为光学材料,除了下述所例示那样的显示器等所涉及的光学材料以外,还可以优选列举多种多样的光学材料,例如:阴极射线管(CRT;例如电脑显示器)、液晶显示器、等离子体显示器、有机EL显示器、无机薄膜EL点阵显示器、背投型显示器、荧光显示管(VFD)、场发射显示器(FED;Field Emission Display)等显示器或这些显示器的保护板、或者对这些的表面实施防反射膜处理而得到的材料。
本发明的物品没有特别限定,可以为光学部件。光学部件的例子可以列举如下:眼镜等的镜片;PDP、LCD等的显示器的前面保护板、防反射板、偏光板、防眩板;手机、便携式信息终端等设备的触摸面板片材;蓝光(Blu-ray(注册商标))光盘、DVD光盘、CD-R、MO等光盘的盘面;光纤;钟表的显示面等。
另外,本发明的物品也可以为医疗设备或医疗材料。另外,具有利用本发明得到的层的物品还可以为汽车内外装材料。外装材料的例子可以列举如下:窗、灯罩、外置摄像头盖。内装材料的例子可以列举如下:仪表板盖、导航系统触摸面板、装饰内装材料。
上述层的厚度没有特别限定。在光学部件的情况下,从光学性能、磨损耐久性和防污性的观点考虑,优选上述层的厚度为1~50nm、1~30nm、优选1~15nm的范围。
以上,对本发明的物品进行了详细叙述。其中,本发明的物品和物品的制造方法等并不限定于上述所例示的示例。
实施例
以下,在实施例中对本发明的化合物进行说明,但本发明并不限定于以下的实施例。其中,在本实施例中,构成全氟聚醚的重复单元的存在顺序是任意的,以下所示的化学式表示平均组成。
合成例1
向装有回流冷却器、温度计和搅拌器的100mL的3口烧瓶中加入平均组成CF3O(CF2CF2O)22(CF2O)26CF2COF所示的全氟聚醚改性酰基氟体10.0g、1,3-双(三氟甲基)苯10.0g和四氢呋喃5.0g,在氮气流下、以25℃搅拌30分钟。接着,缓慢滴加0.7M的烯丙基溴化镁9.6mL后,以60℃加热4小时。之后,冷却至5℃,滴加3.0M盐酸水溶液10.0g,使反应停止。通过分液操作,回收下层的氟相后,用甲醇进行清洗。之后,在减压下蒸馏除去挥发成分,由此得到下式所示的含全氟聚醚基的烯丙基化合物(A)。
CF3O(CF2CF2O)22(CF2O)26CF2C(OH)(CH2CH=CH2)2
合成例2
向装有回流冷却器、温度计和搅拌器的100mL的3口烧瓶中加入合成例1中所得到的含全氟聚醚基的烯丙基化合物(A)10.0g、1,3-双(三氟甲基)苯10.0g、三乙酰氧基甲基硅烷0.020g和三氯硅烷1.21g,在氮气流下、以5℃搅拌30分钟。接着,添加含有1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的Pt配位化合物2%的二甲苯溶液0.20g后,以60℃搅拌5小时。之后,在减压下蒸馏除去挥发成分,由此得到下式所示的含全氟聚醚基的三氯硅烷化合物(B)。
CF3O(CF2CF2O)22(CF2O)26CF2C(OH)(CH2CH2CH2SiCl3)2合成例3
向装有回流冷却器、温度计和搅拌器的100mL的3口烧瓶中加入合成例2中所得到的含全氟聚醚基的三氯硅烷化合物(B)10.0g和1,3-双(三氟甲基)苯10.0g,在氮气流下、50℃搅拌30分钟。接着,添加甲醇0.13g和原甲酸甲酯1.42g的混合溶液后,以65℃搅拌2小时。之后,在减压下蒸馏除去挥发成分,由此得到下式所示的含全氟聚醚基的硅烷化合物(C)。
CF3O(CF2CF2O)22(CF2O)26CF2C(OH){CH2CH2CH2Si(OCH3)3}2
合成例4
向装有回流冷却器、温度计和搅拌器的100mL的3口烧瓶中加入合成例3中所得到的含全氟代聚醚基的硅烷化合物(C)10.0g、丙烯酸-2-异氰酸基乙酯(昭和电工株式会社制造的KARENZ(注册商标)AOI)0.32g和二月桂酸二丁基锡0.0014g,在氮气流下、以50℃搅拌2小时,得到下式所示的含全氟聚醚基的硅烷化合物(D)。
CF3O(CF2CF2O)22(CF2O)26CF2C(OX){CH2CH2CH2Si(OCH3)3}2
X=-CONHCH2CH2OCOCH=CH2
合成例5
向装有回流冷却器、温度计和搅拌器的100mL的3口烧瓶中加入平均组成CF3CF2CF2O(CF2CF2CF2O)24CF2CF2COOCH3所示的全氟聚醚改性酯体10.0g、1,3-双(三氟甲基)苯5.0g、和3-(2-氨基乙基氨基)丙基三甲氧基硅烷0.51g,在氮气流下、以25℃搅拌1小时。之后,在减压下蒸馏除去挥发成分,由此得到下式所示的含全氟聚醚基的硅烷化合物(E)。
CF3CF2CF2O(CF2CF2CF2O)24CF2CF2CONHCH2CH2NHCH2CH2CH2Si(OCH3)3
合成例6
向装有回流冷却器、温度计和搅拌器的100mL的3口烧瓶中加入合成例5中所得到的含全氟聚醚基的硅烷化合物(E)10.0g、丙烯酸-2-异氰酸基乙酯(昭和电工株式会社制造的KARENZ(注册商标)AOI)0.32g,在氮气流下、以25℃搅拌1小时,得到下式所示的含全氟聚醚基的硅烷化合物(F)。
CF3CF2CF2O(CF2CF2CF2O)24CF2CF2CONHCH2CH2N(X)CH2CH2CH2Si(OCH3)3
X=-CONHCH2CH2OCOCH=CH2
合成例7
向装有回流冷却器、温度计和搅拌器的100mL的3口烧瓶中加入平均组成CF3O(CF2CF2O)22(CF2O)26CF2COOCH3所示的全氟聚醚改性酯体10.0g、1,3-双(三氟甲基)苯5.0g和3-(2-氨基乙基氨基)丙基三甲氧基硅烷0.50g,在氮气流下、以25℃搅拌1小时。之后,在减压下蒸馏除去挥发成分,由此得到下式所示的含全氟聚醚基的硅烷化合物(G)。
CF3O(CF2CF2O)22(CF2O)26CF2CONHCH2CH2NHCH2CH2CH2Si(OCH3)3
合成例8
向装有回流冷却器、温度计和搅拌器的100mL的3口烧瓶中加入合成例7中所得到的含全氟聚醚基的硅烷化合物(G)10.0g和丙烯酸-2-异氰酸基乙酯(昭和电工株式会社制造的KARENZ(注册商标)AOI)0.31g,在氮气流下、以25℃搅拌1小时,得到下式所示的含全氟聚醚基的硅烷化合物(H)。
CF3O(CF2CF2O)22(CF2O)26CF2CONHCH2CH2N(X)CH2CH2CH2Si(OCH3)3
X=-CONHCH2CH2OCOCH=CH2
合成例9
向装有回流冷却器、温度计和搅拌器的100mL的3口烧瓶中加入平均组成CF3CF2CF2O{CF(CF3)CF2O}11CF(CF3)COOCH3所示的全氟聚醚改性酯体10.0g、1,3-双(三氟甲基)苯5.0g和3-(2-氨基乙基氨基)丙基三甲氧基硅烷1.02g,在氮气流下、以70℃搅拌10小时。之后,在减压下蒸馏除去挥发成分,由此得到下式所示的含全氟聚醚基的硅烷化合物(I)。
CF3CF2CF2O{CF(CF3)CF2O}11CF(CF3)CONHCH2CH2NHCH2CH2CH2Si(OCH3)3
合成例10
向装有回流冷却器、温度计和搅拌器的100mL的3口烧瓶中加入合成例9中所得到的含全氟聚醚基的硅烷化合物(I)10.0g和丙烯酸-2-异氰酸基乙酯(昭和电工株式会社制造的KARENZ(注册商标)AOI)0.65g,在氮气流下、以25℃搅拌1小时,得到下式所示的含全氟聚醚基的硅烷化合物(J)。
CF3CF2CF2O{CF(CF3)CF2O}11CF(CF3)CONHCH2CH2N(X)CH2CH2CH2Si(OCH3)3
X=-CONHCH2CH2OCOCH=CH2
合成例11
向装有回流冷却器、温度计和搅拌器的100mL的3口烧瓶中加入平均组成CF3O(CF2CF2OCF2CF2CF2CF2O)13CF2CF2OCF2CF2CF2COOCH3所示的全氟聚醚改性酯体10.0g、1,3-双(三氟甲基)苯5.0g和3-(2-氨基乙基氨基)丙基三甲氧基硅烷0.47g,在氮气流下、以25℃搅拌1小时。之后,在减压下蒸馏除去挥发成分,由此得到下式所示的含全氟聚醚基的硅烷化合物(K)。
CF3O(CF2CF2OCF2CF2CF2CF2O)13CF2CF2OCF2CF2CF2CONHCH2CH2NHCH2CH2CH2Si(OCH3)3
合成例12
向装有回流冷却器、温度计和搅拌器的100mL的3口烧瓶中加入合成例11中所得到的含全氟聚醚基的硅烷化合物(K)10.0g和丙烯酸-2-异氰酸基乙酯(昭和电工株式会社制造的KARENZ(注册商标)AOI)0.30g,在氮气流下、以25℃搅拌1小时,得到下式所示的含全氟聚醚基的硅烷化合物(L)。
CF3O(CF2CF2OCF2CF2CF2CF2O)13CF2CF2OCF2CF2CF2CONHCH2CH2N(X)CH2CH2CH2Si(OCH3)3
X=-CONHCH2CH2OCOCH=CH2
合成例13
向装有回流冷却器、温度计和搅拌器的100mL的3口烧瓶中加入合成例7中所得到的含全氟聚醚基的硅烷化合物(G)10.0g、和1,1-(双丙烯酰氧基甲基)乙基异氰酸酯(昭和电工株式会社制造的KARENZ(注册商标)BEI)0.53g,在氮气流下、以25℃搅拌1小时,得到下式所示的含全氟聚醚基的硅烷化合物(M)。
CF3O(CF2CF2O)22(CF2O)26CF2CONHCH2CH2N(X)CH2CH2CH2Si(OCH3)3
X=-CONHC(CH3)(CH2OCOCH=CH2)2
合成例14
向装有回流冷却器、温度计和搅拌器的100mL的3口烧瓶中加入合成例7中所得到的含全氟聚醚基的硅烷化合物(G)10.0g和丙烯酸-4-羟基丁酯缩水甘油醚(三菱化学株式会社制造的4HBAGE)0.45g,在氮气流下、以50℃搅拌2小时,得到下式所示的含全氟聚醚基的硅烷化合物(N)。
CF3O(CF2CF2O)22(CF2O)26CF2CONHCH2CH2N(X)CH2CH2CH2Si(OCH3)3
X为下述X1或X2(X1:X2=73:27)。
X1=-CH2CH(OH)CH2OCH2CH2CH2CH2OCOCH=CH2
X2=-CH(CH2OH)CH2OCH2CH2CH2CH2OCOCH=CH2
合成例15
向装有回流冷却器、温度计和搅拌器的100mL的3口烧瓶中加入平均组成CH3OCOCF2O(CF2O)12(CF2CF2O)12CF2COOCH3所示的全氟聚醚改性酯体10.0g、1,3-双(三氟甲基)苯5.0g和3-(2-氨基乙基氨基)丙基三甲氧基硅烷1.69g,在氮气流下、以25℃搅拌1小时。之后,在减压下蒸馏除去挥发成分,由此得到下式所示的含全氟聚醚基的硅烷化合物(O)。
(CH3O)3SiCH2CH2CH2NHCH2CH2NHCOCF2O(CF2CF2O)12(CF2O)12CF2CONHCH2CH2NHCH2CH2CH2Si(OCH3)3
合成例16
向装有回流冷却器、温度计和搅拌器的100mL的3口烧瓶中加入合成例15中所得到的含全氟聚醚基的硅烷化合物(O)10.0g和丙烯酸-2-异氰酸基乙酯(昭和电工株式会社制造的KARENZ(注册商标)AOI)1.08g,在氮气流下、以25℃搅拌1小时,得到下式所示的含全氟聚醚基的硅烷化合物(P)。
(CH3O)3SiCH2CH2CH2N(X)CH2CH2NHCOCF2O(CF2CF2O)12(CF2O)12CF2CONHCH2CH2N(X)CH2CH2CH2Si(OCH3)3
X=-CONHCH2CH2OCOCH=CH2
合成例17
向装有回流冷却器、温度计和搅拌器的100mL的3口烧瓶中加入平均组成CH3OCOCF(CF3){OCF2CF(CF3)}mOCF2CF2O{CF(CF3)CF2O}nCF(CF3)COOCH3(m+n≈34)所示的全氟聚醚改性酯体10.0g、六氟苯5.0g和3-(2-氨基乙基氨基)丙基三甲氧基硅烷0.73g,在氮气流下、以70℃搅拌12小时。之后,在减压下蒸馏除去挥发成分,由此得到下式所示的含全氟聚醚基的硅烷化合物(Q)。
(CH3O)3SiCH2CH2CH2NHCH2CH2NHCOCF(CF3){OCF2CF(CF3)}mOCF2CF2O{CF(CF3)CF2O}nCF(CF3)CONHCH2CH2NHCH2CH2CH2Si(OCH3)3
合成例18
向装有回流冷却器、温度计和搅拌器的100mL的3口烧瓶中加入合成例17中所得到的含全氟聚醚基的硅烷化合物(Q)10.0g和丙烯酸-2-异氰酸基乙酯(昭和电工株式会社制造的KARENZ(注册商标)AOI)0.46g,在氮气流下、以25℃搅拌1小时,得到下式所示的含全氟聚醚基的硅烷化合物(R)。
(CH3O)3SiCH2CH2CH2N(X)CH2CH2NHCOCF(CF3){OCF2CF(CF3)}mOCF2CF2O{CF(CF3)CF2O}nCF(CF3)CONHCH2CH2N(X)CH2CH2CH2Si(OCH3)3
X=-CONHCH2CH2OCOCH=CH2
合成例19
向装有回流冷却器、温度计和搅拌器的100mL的3口烧瓶中加入合成例15中所得到的含全氟聚醚基的硅烷化合物(O)10.0g和2-(2-甲基丙烯酰氧基乙基氧基)乙基异氰酸酯(昭和电工株式会社制造的KARENZ(注册商标)MOI-EG)1.52g,在氮气流下、以25℃搅拌1小时,得到下式所示的含全氟聚醚基的硅烷化合物(S)。
(CH3O)2(CH3)SiCH2CH2CH2N(X)CH2CH2NHCOCF2O(CF2CF2O)12(CF2O)12CF2CONHCH2CH2N(X)CH2CH2CH2Si(CH3)(OCH3)2
X=-CONHCH2CH2OCH2CH2OCOC(CH3)=CH2
实施例1
将上述合成例4中所得到的化合物(D)溶解在Novec7200(3M公司制造)中,使其浓度成为20质量%,制备表面处理剂1。
将上述所制备的表面处理剂1真空蒸镀在化学强化玻璃(Corning公司制造、“Gorilla”玻璃、厚度0.7mm)上。真空蒸镀法的条件为电阻加热式蒸镀机腔室尺寸真空度5.0E-05、电流值240A、电压10V、基材温度40℃。接着,将进行了蒸镀的化学强化玻璃在温度150℃的气氛下静置30分钟,之后,放冷至室温。接着,对进行了蒸镀的化学强化玻璃在空气气氛下以1000mJ/cm2的强度照射包含365nm的UV光的光线,在玻璃基材上形成表面处理层。
实施例2
使用上述合成例6中所得到的化合物(F)来代替化合物(D),除此以外,与实施例1同样操作,制备表面处理剂,形成表面处理层。
实施例3
使用上述合成例8中所得到的化合物(H)来代替化合物(D),除此以外,与实施例1同样操作,制备表面处理剂,形成表面处理层。
实施例4
使用上述合成例10中所得到的化合物(J)来代替化合物(D),除此以外,与实施例1同样操作,制备表面处理剂,形成表面处理层。
实施例5
使用上述合成例12中所得到的化合物(L)来代替化合物(D),除此以外,与实施例1同样操作,制备表面处理剂,形成表面处理层。
实施例6
使用上述合成例13中所得到的化合物(M)来代替化合物(D),除此以外,与实施例1同样操作,制备表面处理剂,形成表面处理层。
实施例7
使用上述合成例14中所得到的化合物(N)来代替化合物(D),除此以外,与实施例1同样操作,制备表面处理剂,形成表面处理层。
实施例8
使用上述合成例16中所得到的化合物(P)来代替化合物(D),除此以外,与实施例1同样操作,制备表面处理剂,形成表面处理层。
实施例9
使用上述合成例18中所得到的化合物(R)来代替化合物(D),除此以外,与实施例1同样操作,制备表面处理剂,形成表面处理层。
实施例10
使用上述合成例19中所得到的化合物(S)来代替化合物(D),除此以外,与实施例1同样操作,制备表面处理剂,形成表面处理层。
比较例1
将下述化合物(T)溶解在Novec7200(3M公司制造)中,使其浓度成为20质量%,制备表面处理剂2。
CF3O(CF2CF2O)22(CF2O)26CF2CON{CH2CH2CH2Si(OCH3)3}2
将上述所制备的表面处理剂2分别真空蒸镀在化学强化玻璃(Corning公司制造、“Gorilla”玻璃、厚度0.7mm)上。真空蒸镀法的条件为电阻加热式蒸镀机腔室尺寸真空度5.0E-05、电流值240A、电压10V、基材温度40℃。接着,将进行了蒸镀的化学强化玻璃在温度150℃的气氛下静置30分钟,之后,放冷至室温,在玻璃基材上形成表面处理层。
比较例2
使用下述化合物(U)来代替化合物(T),除此以外,与比较例1同样操作,制备表面处理剂,形成表面处理层。
CF3O(CF2CF2O)22(CF2O)26CF2CONHCH2CH2CH2Si(OCH3)3
比较例3
使用下述化合物(V)来代替化合物(T),除此以外,与比较例1同样操作,制备表面处理剂,形成表面处理层。
CF3CF2CF2O{CF(CF3)CF2O}11CF(CF3)CONHCH2CH2CH2Si(OCH3)3比较例4
使用下述化合物(W)来代替化合物(T),除此以外,与比较例1同样操作,制备表面处理剂,形成表面处理层。
CF3CF2CF2O(CF2CF2CF2CF2O)25CF2CF2CONHCH2CH2CH2Si(OCH3)3
比较例5
使用下述化合物(X)来代替化合物(T),除此以外,与比较例1同样操作,制备表面处理剂,形成表面处理层。
(CH3O)3SiCH2CH2CH2NHCOCF2O(CF2CF2O)12(CF2O)12CF2CONHC H2CH2CH2Si(OCH3)3
比较例6
使用下述化合物(Y)来代替化合物(T),除此以外,与比较例1同样操作,制备表面处理剂,形成表面处理层。
(CH3O)3SiCH2CH2CH2NHCOCF(CF3){OCF2CF(CF3)}mOCF2CF2O{CF(CF3)CF2O}nCF(CF3)CONHCH2CH2CH2Si(OCH3)3
<评价>
对于上述所得到的带表面处理层的玻璃基体,分别如下所述地进行水接触角的测定、碱试验的评价。
(碱浸渍试验)
将直径1cm的PTFE制O形环设置于上述实施例1~10和比较例1~6中进行表面处理后的基材的表面,将8N的NaOH溶液(碱水溶液)滴入上述O形环内,使表面处理层的表面与碱水溶液接触,供于碱浸渍试验。在碱浸渍试验经过20~300分钟后,擦掉碱水溶液,用纯水、乙醇进行清洗后,测定对于水的接触角。另外,关于水的静态接触角,对于上述的碱浸渍试验后的玻璃基体的表面,滴加2μL的纯水的水滴,使用接触角计(协和界面化学公司制造:自动接触角计、DropMaster701),测定对于水的接触角。关于碱浸渍试验后的水的静态接触角,以测定部位为5个部位进行测定。水的静态接触角的测定值在300分钟以内降低时,中途停止碱浸渍试验。将浸渍时间与5个部位的接触角平均值的关系示于下述表。
[表1]
(磨损耐久性试验)
将形成有表面处理层的样品物品水平配置,使下述的摩擦子与表面处理层的表面接触(接触面为直径1cm的圆),在其上施加5N的负荷,之后,在施加负荷的状态下使摩擦子以40mm/秒的速度往复。使摩擦子最多往复4000次,每1000次往复次数(摩擦次数)时测定水的静态接触角(°)。在水的静态接触角的测定值小于60°的时刻中止试验。另外,水的静态接触角的测定与上述的碱试验同样实施。将结果示于下述表。
·摩擦子
使用在下述所示的组成的人工汗液中浸渍过的棉花覆盖下述所示的硅橡胶加工品的表面(直径1cm),得到棉覆盖物,使用所得到的棉覆盖物作为摩擦子。
人工汗液的组成:
无水磷酸氢二钠:2g;
氯化钠:20g;
85%乳酸:2g;
组氨酸盐酸盐:5g;
蒸馏水:1Kg;
硅橡胶加工品:TIGERS POLYMER制造,将硅胶塞SR-51加工成直径1cm、厚度1cm的圆柱状而得到。
[表2]
产业上的可利用性
本发明的含氟代聚醚基的丙烯酸化合物能够适用于在各种各样的基材、特别是要求摩擦耐久性的光学部件的表面形成表面处理层。
Claims (24)
1.一种下述式(1)或(2)所示的化合物,其特征在于:
RF1-XA-XB RSi nRAc m (1)
RAc mRSi nXB-XA-RF2-XA-XB RSi nRAc m (2)
式(1)和(2)中:
RF1为Rf1-RF-Oq-,
RF2为-Rf2 p-RF-Oq-,
Rf1为可以被1个或1个以上的氟原子取代的C1-16烷基,
Rf2为可以被1个或1个以上的氟原子取代的C1-6亚烷基,
RF分别独立地为二价的氟代聚醚基,
p为0或1,
q分别独立地为0或1,
XA分别独立地为单键或二价的有机基团,
XB分别独立地为不含Si原子的碳原子数1~10的(m+n+1)价的基团,
RSi在每次出现时分别独立地为-XC-SiR1 n’R2 3-n’,
XC为碳原子数1~10的二价的有机基团,
R1在每次出现时分别独立地为羟基或水解性基团,
R2在每次出现时分别独立地为氢原子或1价的有机基团,
n’为1~3的整数,
RAc在每次出现时分别独立地为-XD-XE(-XF-OCO-CR5=CH2)m’,
XD为单键或二价的有机基团,
XE为单键或(m’+1)价的基团,
XF在每次出现时分别独立地为单键或二价的有机基团,
R5为氢原子、卤原子或碳原子数1~8的一价的有机基团,
m’为1~10的整数,
n分别独立地为1~10的整数,
m分别独立地为1~10的整数。
2.如权利要求1所述的化合物,其特征在于:
RF在每次出现时分别独立地为下式所示的基团:
-(OC6F12)a-(OC5F10)b-(OC4F8)c-(OC3RFa 6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f-
式中,RFa在每次出现时分别独立地为氢原子、氟原子或氯原子,
a、b、c、d、e和f分别独立地为0~200的整数,并且a、b、c、d、e和f之和为1以上,标注a、b、c、d、e或f并用括号括起来的各重复单元的存在顺序在式中是任意的,其中,在全部RFa为氢原子或氯原子的情况下,a、b、c、e和f中的至少1个为1以上。
3.如权利要求1或2所述的化合物,其特征在于:
RFa为氟原子。
4.如权利要求1~3中任一项所述的化合物,其特征在于:
RF在每次出现时分别独立地为下述式(f1)、(f2)、(f3)、(f4)、(f5)或(f6)所示的基团:
-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(f1)
式(f1)中,d为1~200的整数,e为0或1;
-(OC4F8)c-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f-(f2)
式(f2)中,c和d分别独立地为0~30的整数,
e和f分别独立地为1~200的整数,
c、d、e和f之和为10~200的整数,
标注下标c、d、e或f并用括号括起来的各重复单元的存在顺序在式中是任意的;
-(R6-R7)g-R9-(f3)
式(f3)中,R6为OCF2或OC2F4,
R7为选自OC2F4、OC3F6、OC4F8、OC5F10和OC6F12中的基团,或者为选自这些基团中的2个或3个基团的组合,
R9为单键或选自OCF2、OC2F4、OC3F6、OC4F8、OC5F10和OC6F12中的基团,
g为2~100的整数;
-(R6-R7)g-Rr-(R7’-R6’)g’-(f4)
式(f4)中,R6为OCF2或OC2F4,
R7为选自OC2F4、OC3F6、OC4F8、OC5F10和OC6F12中的基团,或者为独立地选自这些基团中的2个或3个基团的组合,
R6’为OCF2或OC2F4,
R7’为选自OC2F4、OC3F6、OC4F8、OC5F10和OC6F12中的基团,或者为独立地选自这些基团中的2个或3个基团的组合,
g为2~100的整数,
g’为2~100的整数,
Rr为
式中,*表示键合位置;
-(OC6F12)a-(OC5F10)b-(OC4F8)c-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f-(f5)
式(f5)中,e为1以上200以下的整数,a、b、c、d和f分别独立地为0以上200以下的整数,并且a、b、c、d、e和f之和至少为1,并且标注a、b、c、d、e或f并用括号括起来的各重复单元的存在顺序在式中是任意的;
-(OC6F12)a-(OC5F10)b-(OC4F8)c-(OC3F6)d-(OC2F4)e-(OCF2)f-(f6)
式(f6)中,f为1以上200以下的整数,a、b、c、d和e分别独立地为0以上200以下的整数,并且a、b、c、d、e和f之和至少为1,并且标注a、b、c、d、e或f并用括号括起来的各重复单元的存在顺序在式中是任意的。
5.如权利要求1~4中任一项所述的化合物,其特征在于:
Rf1在每次出现时分别独立地为C1-16全氟烷基,
Rf2在每次出现时分别独立地为C1-6全氟亚烷基。
6.如权利要求1~5中任一项所述的化合物,其特征在于:
XA分别独立地为单键或不含氨酯键的二价的有机基团。
7.如权利要求1~6中任一项所述的化合物,其特征在于:
XA分别独立地为单键或下式所示的基团:
-(CαR11 2α)s1-R12 t1-
式中:
R11在每次出现时分别独立地为氢原子或氟原子,
α在每次出现时分别独立地为1~10的整数,
R12在每次出现时分别独立地为-O-、-CO-、-NR10-、-CONR10-、-NR10CO-、-COO-或-OCO-,
R10为氢原子或C1-6烷基,
s1为0~3的整数,
t1为0~3的整数,
s1和t1的合计为1以上,
标注s1或t1并用括号括起来的各重复单元的存在顺序在式中是任意的。
8.如权利要求7所述的化合物,其特征在于:
XA为-CONR10-Cα1H2α1-、-(Cα2H2α2)-O-(Cα3H2α3)-或-Cα4H2α4-,
R10为氢原子或C1-6烷基,
α1为1~10的整数,
α2为0~6的整数,
α3为0~6的整数,
α4为0~6的整数。
9.如权利要求8所述的化合物,其特征在于:
XA为-CONR10-Cα1H2α1-。
10.如权利要求1~9中任一项所述的化合物,其特征在于:
XB为3价基团,n为1,m为1。
11.如权利要求1~10中任一项所述的化合物,其特征在于:
XB为下述的基团:
式中,R8为氢原子或C1-6烷基,
n为1,m为1。
12.如权利要求1~11中任一项所述的化合物,其特征在于:
XC为C1-6亚烷基、-(CH2)z1-O-(CH2)z2-、-(CH2)z3-亚苯基-(CH2)z4-或者-(CH2)z13-OCONH-(CH2)z14-,
式-(CH2)z1-O-(CH2)z2-中,z1为0~6的整数,z2为0~6的整数;
式-(CH2)z3-亚苯基-(CH2)z4-中,z3为0~6的整数,z4为0~6的整数;
式-(CH2)z13-OCONH-(CH2)z14-中,z13为0~6的整数,z14为0~6的整数。
13.如权利要求1~12中任一项所述的化合物,其特征在于:
XC为C1-6亚烷基。
14.如权利要求1~13中任一项所述的化合物,其特征在于:
n’为2或3。
15.如权利要求1~14中任一项所述的化合物,其特征在于:
n’为3。
16.如权利要求1~15中任一项所述的化合物,其特征在于:
XE为单键。
17.如权利要求1~15中任一项所述的化合物,其特征在于:
XE为-XG-XH,
XG为单键、C1-6亚烷基、-(CH2)z9-O-(CH2)z10-或者-(CH2)z11-亚苯基-(CH2)z12-,
式-(CH2)z9-O-(CH2)z10-中,z9为0~6的整数,z10为0~6的整数,
式-(CH2)z11-亚苯基-(CH2)z12-中,z11为0~6的整数,z12为0~6的整数,
XH为下述的基团:
R8为氢原子或C1-6烷基。
18.如权利要求1~17中任一项所述的化合物,其特征在于:
XD为-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NHCO-、-OCONH-、-NHCOO-、-NH-CO-NH-、-CH2CH(OH)CH2-、-CH(CH2OH)CH2-、
式中,*和**表示键合位置,*与XB键合,**与XE键合。
19.如权利要求1~18中任一项所述的化合物,其特征在于:
XF为单键、C1-6亚烷基、-(CH2)z5-O-(CH2)z6-或者-(CH2)z7-亚苯基-(CH2)z8-,
式-(CH2)z5-O-(CH2)z6-中,z5为0~6的整数,z6为0~6的整数,
式-(CH2)z7-亚苯基-(CH2)z8-中,z7为0~6的整数,z8为0~6的整数。
20.如权利要求1~19中任一项所述的化合物,其特征在于:
R5为氢原子或甲基。
21.一种表面处理剂,其特征在于:
含有权利要求1~20中任一项所述的化合物。
22.如权利要求21所述的表面处理剂,其特征在于:
还含有选自含氟油、硅油和催化剂中的1种或1种以上的其他成分。
23.如权利要求21或22所述的表面处理剂,其特征在于:
其作为防污性涂敷剂或防水性涂敷剂使用。
24.一种物品,其特征在于:
包含基材、和在该基材的表面由权利要求1~20中任一项所述的化合物或权利要求21~23中任一项所述的表面处理剂形成的层。
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