含氟醚化合物、含氟醚组合物、涂布液、物品及其制造方法

文档序号:1301582 发布日期:2020-08-07 浏览:23次 >En<

阅读说明:本技术 含氟醚化合物、含氟醚组合物、涂布液、物品及其制造方法 (Fluorine-containing ether compound, fluorine-containing ether composition, coating liquid, article, and method for producing same ) 是由 古川丰 星野泰辉 松浦启吾 宇野诚人 安乐英一郎 于 2018-12-25 设计创作,主要内容包括:提供:能够形成与以往同样地指纹污迹去除性、耐摩擦性优异、且与以往相比耐光性更优异的表面层的含氟醚化合物。一种含氟醚化合物,其由A&lt;Sup&gt;1&lt;/Sup&gt;-O-(R&lt;Sup&gt;f1&lt;/Sup&gt;O)&lt;Sub&gt;m&lt;/Sub&gt;-A&lt;Sup&gt;2&lt;/Sup&gt;表示。其中,A&lt;Sup&gt;1&lt;/Sup&gt;为全氟烷基等,A&lt;Sup&gt;2&lt;/Sup&gt;为-Q&lt;Sup&gt;1&lt;/Sup&gt;[-C(R&lt;Sup&gt;11&lt;/Sup&gt;)&lt;Sub&gt;b&lt;/Sub&gt;(R&lt;Sup&gt;12&lt;/Sup&gt;)&lt;Sub&gt;3-b&lt;/Sub&gt;]&lt;Sub&gt;a&lt;/Sub&gt;等,R&lt;Sup&gt;f1&lt;/Sup&gt;为氟代亚烷基,m为2~500,Q&lt;Sup&gt;1&lt;/Sup&gt;为a+1价的有机基团,R&lt;Sup&gt;11&lt;/Sup&gt;为-Q&lt;Sup&gt;2&lt;/Sup&gt;-Si(R&lt;Sup&gt;21&lt;/Sup&gt;)&lt;Sub&gt;c&lt;/Sub&gt;(R&lt;Sup&gt;22&lt;/Sup&gt;)&lt;Sub&gt;d&lt;/Sub&gt;(R&lt;Sup&gt;23&lt;/Sup&gt;)&lt;Sub&gt;e&lt;/Sub&gt;、R&lt;Sup&gt;12&lt;/Sup&gt;为氢原子、卤素原子等,a为1~3的整数,b为2或3,Q&lt;Sup&gt;2&lt;/Sup&gt;为单键或2价的有机基团,R&lt;Sup&gt;21&lt;/Sup&gt;为-Q&lt;Sup&gt;3&lt;/Sup&gt;-Si(R&lt;Sup&gt;31&lt;/Sup&gt;)&lt;Sub&gt;3-g&lt;/Sub&gt;(R&lt;Sup&gt;32&lt;/Sup&gt;)&lt;Sub&gt;g&lt;/Sub&gt;,R&lt;Sup&gt;22&lt;/Sup&gt;为烷基,R&lt;Sup&gt;23&lt;/Sup&gt;为水解性基团或羟基,c、d及e为0~3,c+d+e为3,多个R&lt;Sup&gt;11&lt;/Sup&gt;中、至少1个R&lt;Sup&gt;11&lt;/Sup&gt;中的c为2或3,Q&lt;Sup&gt;3&lt;/Sup&gt;为2价的有机基团,R&lt;Sup&gt;31&lt;/Sup&gt;为烷基,R&lt;Sup&gt;32&lt;/Sup&gt;为水解性基团或羟基,g为1~3。(Providing: a fluorine-containing ether compound capable of forming a surface layer having excellent fingerprint stain removability and abrasion resistance as in the conventional case and having more excellent light resistance than in the conventional case. A fluorine-containing ether compound represented by formula A 1 ‑O‑(R f1 O) m ‑A 2 And (4) showing. Wherein A is 1 Is perfluoroalkyl, etc., A 2 is-Q 1 [‑C(R 11 ) b (R 12 ) 3‑b ] a Etc. R f1 Is a fluoroalkylene group, m is 2 to 500, Q 1 Is an organic radical of valency a &#43;1, R 11 is-Q 2 ‑Si(R 21 ) c (R 22 ) d (R 23 ) e 、R 12 Is a hydrogen atom, a halogen atom or the like, a is an integer of 1 to 3, b is 2 or 3, Q 2 Is a single bond or a 2-valent organic radical, R 21 is-Q 3 ‑Si(R 31 ) 3‑g (R 32 ) g ,R 22 Is alkyl, R 23 Is a hydrolyzable group or a hydroxyl group, c, d and e are 0 to 3, c &#43; d &#43; e is 3, R&#39;s are more than one 11 Middle, at least 1R 11 C in (1) is 2 or 3, Q 3 Is an organic radical having a valence of 2, R 31 Is alkyl, R 32 Is a hydrolyzable group or a hydroxyl group, and g is 1 to 3.)

含氟醚化合物、含氟醚组合物、涂布液、物品及其制造方法

技术领域

本发明涉及含氟醚化合物、含氟醚组合物、涂布液、物品及其制造方法。

背景技术

具有聚(氧全氟亚烷基)链的含氟醚化合物由于可以在基材的表面形成表现高润滑性、拒水拒油性等的表面层,因此适宜用于表面处理剂。包含含氟醚化合物的表面处理剂被用作要求长期维持以下性能的用途:即使表面层被手指反复摩擦、拒水拒油性也不易降低的性能(耐摩擦性)及可以通过擦拭容易地去除附着于表面层的指纹的性能(指纹污迹去除性),例如作为构成触摸面板的手指触摸面的构件、眼镜透镜、可穿戴式终端的显示器的表面处理剂使用。

作为可以在基材的表面形成耐摩擦性及指纹污迹去除性优异的表面层的含氟醚化合物,有下述提案。

在聚(氧全氟亚烷基)链的一个末端,借助基于碳原子的支链导入3个水解性甲硅烷基的含氟醚化合物(专利文献1)。

在聚(氧全氟亚烷基)链的一个末端,借助基于氮原子的支链导入2个水解性甲硅烷基的含氟醚化合物(专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:国际公开第2017/038830号

专利文献2:国际公开第2017/038832号

发明内容

发明要解决的问题

专利文献1、2中记载的含氟醚化合物不仅指纹污迹去除性及耐摩擦性优异,而且耐光性也优异。最近,对构成触摸面板的手指触摸面的构件等的表面层,有时要求耐光性的进一步提高。因此,需要能够形成维持指纹污迹去除性及耐摩擦性的同时、并且耐光性更优异的表面层的含氟醚化合物。

本发明的目的在于,提供:能够形成与以往同样地指纹污迹去除性、耐摩擦性优异、且与以往相比耐光性更优异的表面层的含氟醚化合物;包含含氟醚化合物的含氟醚组合物及涂布液;具有与以往同样地指纹污迹去除性、耐摩擦性优异、且与以往相比耐光性更优异的表面层的物品及其制造方法。

另外,本发明的目的还在于,提供作为可以适宜用于表面处理剂的含氟醚化合物的中间体有用的含氟醚化合物。

用于解决问题的方案

本发明提供具有下述[1]~[13]的构成的含氟醚化合物、含氟醚组合物、涂布液、物品、物品的制造方法、含氟醚化合物的其他方案。

[1]一种含氟醚化合物,其为下式(1)所示的化合物。

A1-O-(Rf1O)m-A2 (1)

其中,

A1为:碳数1~20的全氟烷基、下式(g1-1)所示的基团、下式(g1-2)所示的基团、或下式(g1-3)所示的基团,

A2为:下式(g1-1)所示的基团、下式(g1-2)所示的基团、或下式(g1-3)所示的基团,

Rf1为氟代亚烷基,

m为2~500的整数,

(Rf1O)m任选为由碳数不同的2种以上的Rf1O形成的基团。

-Q1[-C(R11)b(R12)3-b]a (g1-1)

-Q1[-N(R11)2]a (g1-2)

-Q1[-Z(R11)n]a (g1-3)

其中,

Q1为a+1价的有机基团(其中,与O(Rf1O)m的末端的氧原子键合的末端为CF2或CHF。),

Z为具有n+1价的环结构的基团,所述n+1价的环结构具有直接键合Q1的碳原子或氮原子、及直接键合R11的碳原子或氮原子,

R11为下式(g2)所示的基团,

R12为氢原子、卤素原子、羟基或1价的有机基团,

a为1~3的整数,

b为2或3,

n为2以上的整数,

a为2以上时,a个[-C(R11)b(R12)3-b]任选相同或不同,a个[-N(R11)2]任选相同或不同,a个[-Z(R11)n]任选相同或不同,

多个R11任选相同或不同。

-Q2-Si(R21)c(R22)d(R23)e (g2)

其中,

Q2为单键或2价的有机基团,

R21为下式(g3)所示的基团,

R22为烷基,

R23为水解性基团或羟基,

c、d及e各自独立地为0~3的整数,

c+d+e为3,

A1及A2各自中的多个R11中,至少1个R11中的c为2或3,

c为2以上时,c个R21任选相同或不同,

d为2以上时,d个R22任选相同或不同,

e为2以上时,e个R23任选相同或不同。

-Q3-Si(R31)3-g(R32)g (g3)

其中,

Q3为2价的有机基团,

R31为烷基,

R32为水解性基团或羟基,

g为1~3的整数,

g为1时,2个R31任选相同或不同,

g为2以上时,g个R32任选相同或不同。

[2]根据[1]所述的含氟醚化合物,其中,前述a为1。

[3]根据[1]或[2]所述的含氟醚化合物,其中,前述Q2为单键或碳数1~6的亚烷基。

[4]根据[1]~[3]中任一项所述的含氟醚化合物,其中,前述Q3为碳数2~6的亚烷基。

[5]根据[1]~[4]中任一项所述的含氟醚化合物,其中,A1为碳数1~20的全氟烷基。

[6]一种含氟醚组合物,其特征在于,包含:1种以上前述[1]~[5]中任一项所述的含氟醚化合物、和其他含氟醚化合物。

[7]一种涂布液,其特征在于,包含:前述[1]~[5]中任一项所述的含氟醚化合物或[6]所述的含氟醚组合物、及液体介质。

[8]一种物品,其特征在于,在基材的表面具有表面层,所述表面层由前述[1]~[5]中任一项所述的含氟醚化合物或[6]所述的含氟醚组合物形成。

[9]根据[8]所述的物品,其中,在构成触摸面板的手指触摸面的构件的表面具有前述表面层。

[10]一种物品的制造方法,其特征在于,通过使用前述[1]~[5]中任一项所述的含氟醚化合物或[6]所述的含氟醚组合物的干涂法处理基材的表面,从而在所述基材的表面形成表面层,所述表面层由所述含氟醚化合物或所述含氟醚组合物形成。

[11]一种物品的制造方法,其特征在于,通过湿涂法将[7]所述的涂布液涂布于基材的表面并使其干燥,从而在所述基材的表面形成表面层,所述表面层由所述含氟醚化合物或所述含氟醚组合物形成。

[12]一种含氟醚化合物,其为下式(2)所示的化合物。

A10-O-(Rf1O)m-A20 (2)

其中,

A10为:碳数1~20的全氟烷基、下式(g4-1)所示的基团、下式(g4-2)所示的基团、或下式(g4-3)所示的基团,

A20为:下式(g4-1)所示的基团、下式(g4-2)所示的基团、或下式(g4-3)所示的基团,

Rf1为氟代亚烷基,

m为2~500的整数,

(Rf1O)m任选为由碳数不同的2种以上的Rf1O形成的基团。

-Q1[-C(R110)b(R12)3-b]a (g4-1)

-Q1[-N(R110)2]a (g4-2)

-Q1[-Z(R110)n]a (g4-3)

其中,

Q1为a+1价的有机基团(其中,与O(Rf1O)m的末端的氧原子键合的末端为CF2或CHF。),

Z为具有n+1价的环结构的基团,所述n+1价的环结构具有直接键合Q1的碳原子或氮原子、及直接键合R110的碳原子或氮原子,

R110为下式(g5)所示的基团,

R12为氢原子、卤素原子、羟基或1价的有机基团,

a为1~3的整数,

b为2或3,

n为2以上的整数,

a为2以上时,a个[-C(R110)b(R12)3-b]任选相同或不同,a个[-N(R110)2]任选相同或不同,a个[-Z(R110)n]任选相同或不同,

多个R110任选相同或不同。

-Q2-Si(R210)c(R22)d(R23)e (g5)

其中,

Q2为单键或2价的有机基团,

R210为下式(g6)所示的基团,

R22为烷基,

R23为水解性基团或羟基,

c、d及e各自独立地为0~3的整数,

c+d+e为3,

A10及A20各自中的多个R110中,至少1个R110中的c为2或3,

c为2以上时,c个R210任选相同或不同,

d为2以上时,d个R22任选相同或不同,

e为2以上时,e个R23任选相同或不同。

-Q30-CH=CH2(g6)

其中,

Q30为单键或2价的有机基团。

[13]根据[12]所述的含氟醚化合物,其中,A10为碳数1~20的全氟烷基。

发明的效果

利用本发明的含氟醚化合物,能够形成与以往同样地指纹污迹去除性、耐摩擦性优异、且与以往相比耐光性更优异的表面层。

利用本发明的含氟醚组合物,能够形成与以往同样地指纹污迹去除性、耐摩擦性优异、且与以往相比耐光性更优异的表面层。

利用本发明的涂布液,能够形成与以往同样地指纹污迹去除性、耐摩擦性优异、且与以往相比耐光性更优异的表面层。

本发明的物品具有与以往同样地指纹污迹去除性、耐摩擦性优异、且与以往相比耐光性更优异的表面层。

利用本发明的物品的制造方法,能够制造具有与以往同样地指纹污迹去除性、耐摩擦性优异、且与以往相比耐光性更优异的表面层的物品。

本发明的含氟醚化合物的其他方案作为适宜用于表面处理剂的含氟醚化合物的中间体是有用的。

具体实施方式

本说明书中,将式(1)所示的化合物记为化合物(1)。其他式所示的化合物也同样记载。

另外,将式(g1)所示的基团记为基团(g1)。其他式所示的基团也同样记载。

对于氧氟亚烷基单元的化学式,将其氧原子记载于氟代亚烷基的右侧来表示。

本说明书中的以下的用语的含义如下。

“水解性甲硅烷基”是指能进行水解反应而形成硅烷醇基(Si-OH)的基团。水解性甲硅烷基例如为式(g3)中的Si(R31)3-g(R32)g

“表面层”是指在基材的表面形成的层。

对于含氟醚化合物的“数均分子量”,通过1H-NMR及19F-NMR,以末端基为基准求出氧全氟亚烷基的数(平均值)来算出。末端基例如为式(1)中的A1或式(g3)中的Si(R31)3-g(R32)g

[含氟醚化合物]

本发明的含氟醚化合物为化合物(1)。

A1-O-(Rf1O)m-A2(1)

其中,A1为碳数1~20的全氟烷基、基团(g1-1)、基团(g1-2)或基团(g1-3)所示的基团,A2为基团(g1-1)、基团(g1-2)或基团(g1-3),Rf1为氟代亚烷基,m为2~500的整数,(Rf1O)m任选为由碳数不同的2种以上的Rf1O形成的基团。

-Q1[-C(R11)b(R12)3-b]a (g1-1)

-Q1[-N(R11)2]a (g1-2)

-Q1[-Z(R11)n]a (g1-3)

其中,Q1为a+1价的有机基团(其中,与O(Rf1O)m的末端的氧原子键合的末端为CF2或CHF。),Z为具有n+1价的环结构的基团,所述n+1价的环结构具有直接键合Q1的碳原子或氮原子、及直接键合R11的碳原子或氮原子,R11为基团(g2),R12为氢原子、卤素原子、羟基或1价的有机基团,a为1~3的整数,b为2或3,n为2以上的整数,a为2以上时,a个[-C(R11)b(R12)3-b]任选相同或不同,a个[-N(R11)2]任选相同或不同,a个[-Z(R11)n]任选相同或不同,多个R11任选相同或不同。

-Q2-Si(R21)c(R22)d(R23)e (g2)

其中,Q2为单键或2价的有机基团,R21为基团(g3),R22为烷基,R23为水解性基团或羟基,c、d及e各自独立地为0~3的整数,c+d+e为3,A1及A2各自中的多个R11中,至少1个R11中的c为2或3,c为2以上时,c个R21任选相同或不同,d为2以上时,d个R22任选相同或不同,e为2以上时,e个R23任选相同或不同。

-Q3-Si(R31)3-g(R32)g (g3)

其中,Q3为2价的有机基团,R31为烷基,R32为水解性基团或羟基,g为1~3的整数,g为1时,2个R31任选相同或不同,g为2以上时,g个R32任选相同或不同。

作为A1,从表面层的润滑性及耐摩擦性更优异的方面出发,优选碳数1~20的全氟烷基。A1为全氟烷基的化合物(1)由于A1在末端具有CF3-,因此化合物(1)的一个末端为CF3-、另一末端为水解性甲硅烷基或硅烷醇基。利用一个末端为CF3-、另一末端为水解性甲硅烷基或硅烷醇基的化合物(1),能够形成低表面能的表面层,因此与在两末端具有水解性甲硅烷基或硅烷醇基的化合物(1)(A1为基团(g1)~基团(g3)的化合物(1))相比,表面层的润滑性及耐摩擦性更优异。

对于A1的全氟烷基的碳数,从由化合物(1)形成的表面层的润滑性及耐摩擦性更优异的方面出发,优选1~10、更优选1~6、特别优选1~3。

对于Rf1的碳数,从表面层的耐摩擦性及指纹污迹去除性更优异的方面出发,优选1~6。

作为Rf1,从表面层的耐摩擦性及润滑性更优异的方面出发,优选直链的氟代亚烷基。

作为Rf1,从表面层的耐摩擦性及润滑性更优异的方面出发,优选全氟亚烷基。

对于全部Rf1中的全氟亚烷基的比例,从表面层的耐摩擦性及润滑性更优异的方面出发,优选60摩尔%以上、更优选80摩尔%以上、特别优选100摩尔%。

m优选2~200的整数、更优选5~150的整数、特别优选10~100的整数。m为前述范围的下限值以上时,表面层的拒水拒油性更优异。m为前述范围的上限值以下时,表面层的耐摩擦性更优异。即,若化合物(1)的数均分子量过大,则每单位分子量存在的水解性甲硅烷基或硅烷醇基的数量减少、表面层的耐摩擦性降低。

(Rf1O)m中,存在2种以上的Rf1O的情况下,各Rf1O的键合顺序没有限定。例如,存在CF2O和CF2CF2O的情况下,CF2O和CF2CF2O可以无规、交替、嵌段地配置。

存在2种以上的Rf1O是指:存在碳数不同的2种以上的Rf1O;存在氢原子数不同的2种以上的Rf1O;存在氢原子的位置不同的2种以上的Rf1O;以及存在即使碳数相同、侧链的有无、侧链的种类(侧链的数量、侧链的碳数等)也不同的2种以上的Rf1O。

关于2种以上的Rf1O的配置,例如,{(CF2O)m1(CF2CF2O)m2}所示的结构表示m1个(CF2O)和m2个(CF2CF2O)无规地配置。另外,(CF2CF2O-CF2CF2CF2CF2O)m5所示的结构表示m5个(CF2CF2O)和m5个(CF2CF2CF2CF2O)交替地配置。

作为(Rf1O)m,优选(Rf1O)m的至少一部分具有下述的结构。

{(CF2O)m1(CF2CF2O)m2}、

(CF2CF2O)m3

(CF2CF2CF2O)m4

(CF2CF2O-CF2CF2CF2CF2O)m5

(CF2CF2CF2CF2CF2O)m6(CF2O)m7

(CF2CF2CF2CF2CF2O)m6(CF2CF2O)m7

(CF2CF2CF2CF2CF2CF2O)m6(CF2O)m7

(CF2CF2CF2CF2CF2CF2O)m6(CF2CF2O)m7

(CF2CF2CF2CF2CF2O-CF2O)m8

(CF2CF2CF2CF2CF2O-CF2CF2O)m8

(CF2CF2CF2CF2CF2CF2O-CF2O)m8

(CF2CF2CF2CF2CF2CF2O-CF2CF2O)m8

(CF2O-CF2CF2CF2CF2CF2O)m8

(CF2O-CF2CF2CF2CF2CF2CF2O)m8

(CF2CF2O-CF2CF2CF2CF2CF2O)m8

(CF2CF2O-CF2CF2CF2CF2CF2CF2O)m8

其中,m1为1以上的整数,m2为1以上的整数,m1+m2为2~500的整数,m3及m4各自为2~500的整数,m5为1~250的整数,m6及m7各自为1以上的整数,m6+m7为2~500的整数,m8为1~250的整数。

作为(Rf1O)m,从容易制造化合物(1)的方面出发,优选下述结构。

{(CF2O)m1(CF2CF2O)m2}、

(CF2CF2CF2O)m4

(CF2CF2O)2{(CF2O)m1(CF2CF2O)m2-2}、

(CF2CF2O-CF2CF2CF2CF2O)m5-1CF2CF2O、

(CF2CF2CF2CF2CF2O-CF2O)m8

(CF2CF2CF2CF2CF2CF2O-CF2O)m8

(CF2CF2O-CF2CF2CF2CF2CF2O)m8-1CF2CF2O、

(CF2CF2O-CF2CF2CF2CF2CF2CF2O)m8-1CF2CF2O。

其中,关于m2-2、m5-1及m8-1,以成为1以上的整数的方式来选择m2、m5及m8的数。

对于a,从容易制造化合物(1)的方面、及能够将化合物(1)均匀地涂布于基材的表面、表面层的各物性优异的方面出发,优选1~2、特别优选1。

Q1可以具有选自由-C(O)NR-、-C(O)O-、-C(O)-、-O-、-NR-、-S-、-NHC(O)O-、-NHC(O)NR-、-SO2NR-及-Si(R)2-(其中,R为氢原子、碳数1~6的烷基或苯基。)组成的组中的键合(以下,记为“键合B”。)。作为键合B,从表面层的耐光性及耐化学药品性更优异的方面出发,优选选自由-C(O)NR-、-C(O)-及-Si(R)2-组成的组中的键合。

作为Q1中的有机基团,从表面层的耐光性及耐化学药品性更优异的方面出发,优选氟代烃基、氟代烃基与键合B的组合、及氟代烃基与键合B与烃基的组合、特别优选氟代烃基。Q1的碳数优选1~10、更优选1~6、特别优选1~4。

a为1时,作为Q1,从容易制造化合物(1)的方面、及表面层的耐光性及耐化学药品性更优异的方面出发,优选基团(g11)、基团(g12)、基团(g13)或基团(g14)。

-Rf2-Q11- (g11)

-Rf2-C(O)NR-Q11- (g12)

-Rf2-C(O)CH2C(O)-Q11- (g13)

-Rf2-C(O)-Q11- (g14)

其中,Rf2为氟代亚烷基(其中,至少1个氟原子与Q11侧的末端的碳原子及O(Rf1O)m侧的末端的碳原子键合。),Q11为单键或亚烷基,R为氢原子、碳数1~6的烷基或苯基。Rf2侧与O(Rf1O)m的末端的氧原子键合。

对于Rf2的碳数,从表面层的耐摩擦性及指纹污迹去除性更优异的方面出发,优选1~8、更优选1~6、特别优选1~5。

作为Rf2,从表面层的耐摩擦性及润滑性更优异的方面出发,优选直链的氟代亚烷基。

作为Rf2,从表面层的耐摩擦性及润滑性更优异的方面出发,优选全氟亚烷基。

Rf2的结构依赖于制造化合物(1)时的原料及合成方法。

Q11的亚烷基的碳数优选1~6。

R12可以具有键合B。

作为R12中的有机基团,从表面层的耐光性及耐化学药品性更优异的方面出发,优选烃基、氟代烃基、及烃基与键合B的组合,特别优选烃基。作为烃基,优选饱和脂肪族烃基、芳香族烃基、及它们的组合,特别优选烷基。R12的碳数优选1~6、更优选1~4、特别优选1~3。

作为Z中的环结构,从容易制造化合物(1)的方面、及表面层的耐摩擦性、耐光性及耐化学药品性更优异的方面出发,优选选自由3~8元环的脂肪族环、3~8元环的芳香族环、3~8元环的杂环、及由这些环中的2个以上形成的稠环组成的组中的环结构,特别优选下式中举出的环结构。

Z中的环结构可以具有卤素原子、烷基(在碳-碳原子间任选包含醚性氧原子。)、环烷基、烯基、烯丙基、烷氧基、氧基(=O)等取代基。需要说明的是,Q1、R11与Z中的环结构直接键合,因此不是例如亚烷基与环结构连接、且Q1、R11与该亚烷基连接的情况。

对于n,从容易制造化合物(1)的方面、及表面层的耐摩擦性、耐光性及耐化学药品性更优异的方面出发,优选2~6、更优选2~4、特别优选2~3。n为2以上时,化合物(1)牢固地键合于基材的表面,表面层的耐摩擦性、耐光性及耐化学药品性更优异。n为6以下时,变得容易获得原料,容易制造化合物(1)。另外,化合物(1)的水解性甲硅烷基侧的末端体积不变高,因此,基材的表面的化合物(1)的密度变得比较高。其结果,表面层的耐摩擦性、耐光性及耐化学药品性更优异。

Q2可以具有键合B。

作为Q2中的有机基团,从表面层的耐光性及耐化学药品性更优异的方面出发,优选烃基、氟代烃基、烃基与键合B的组合、及氟代烃基与键合B与烃基的组合,特别优选烃基。作为烃基,优选饱和脂肪族烃基或芳香族烃基、及它们的组合,特别优选亚烷基。对于Q2的碳数,从表面层的耐光性及耐化学药品性更优异的方面出发,优选1~10、更优选1~6、特别优选1~4。

作为Q2,从容易制造化合物(1)的方面及表面层的耐摩擦性、耐光性及耐化学药品性更优异的方面出发,优选单键或碳数1~6的亚烷基、特别优选单键或碳数1~4的亚烷基。

R22的烷基的碳数优选1~6、更优选1~3、特别优选1~2。R22的烷基的碳数为该范围时,容易制造化合物(1)。

R23的水解性基团为通过水解反应而成为羟基的基团。即,Si-R23通过水解反应而成为硅烷醇基(Si-OH)。硅烷醇基进而在分子间进行反应而形成Si-O-Si键。另外,硅烷醇基与基材的表面的羟基(基材-OH)进行脱水缩合反应而形成化学键合(基材-O-Si)。

作为R23,可列举出烷氧基、卤素原子、酰基、异氰酸酯基等。作为烷氧基,优选碳数1~4的烷氧基。作为卤素原子,优选氯原子。

作为R23,从容易制造化合物(1)的方面出发,优选烷氧基及卤素原子。作为R23,从涂布时的排气少、化合物(1)的保存稳定性优异的方面出发,优选碳数1~4的烷氧基,需要化合物(1)的长期保存稳定性的情况下特别优选乙氧基,将涂布后的反应时间设为短时间的情况下特别优选甲氧基。

Q3可以具有键合B。

作为Q3中的有机基团,从表面层的耐光性及耐化学药品性更优异的方面出发,优选烃基、及烃基与键合B的组合,特别优选烃基。作为烃基,优选饱和脂肪族烃基、芳香族烃基、及它们的组合,特别优选亚烷基。对于Q3的碳数,从表面层的耐光性及耐化学药品性更优异的方面出发,优选1~10、更优选2~6、特别优选2~4。

作为Q3,从容易制造化合物(1)的方面及表面层的耐摩擦性、耐光性及耐化学药品性更优异的方面出发,优选碳数2~6的亚烷基、特别优选碳数2~4的亚烷基。

特别是,a为1、Q2为单键或碳数1~6的亚烷基、Q3为碳数2~6的亚烷基的情况下,认为化合物(1)中更有效地表现出从碳原子分支的C-C键处的氧化分解的抑制、和从硅原子分支的Si-C键的强度的提高,表面层的耐摩擦性及耐光性更优异。

Si(R31)3-g(R32)g为水解性甲硅烷基。

化合物(1)在至少单侧的末端具有多个水解性甲硅烷基。末端具有多个水解性甲硅烷基的化合物(1)与基材牢固地进行化学键合,因此表面层的耐摩擦性优异。

另外,化合物(1)优选仅在一个末端具有水解性甲硅烷基。仅在一个末端具有水解性甲硅烷基的化合物(1)不易聚集,因此表面层的外观优异。另外,表面层的润滑性及耐摩擦性也优异。

作为R31,可列举出与R22同样的基团,优选的方案也同样。

作为R32,可列举出与R23同样的基团,优选的方案也同样。

g优选2或3,特别优选3。通过使1个水解性甲硅烷基中存在多个R32,从而与基材的密合性变得更牢固。

作为Si(R31)3-g(R32)g,优选Si(OCH3)3、SiCH3(OCH3)2、Si(OCH2CH3)3、SiCl3、Si(OCOCH3)3、及Si(NCO)3。从工业上的制造中的处理容易性的方面出发,特别优选Si(OCH3)3

化合物(1)中的多个Si(R31)3-g(R32)g任选相同或不同。从容易制造化合物(1)的方面出发,优选为同一基团。

作为化合物(1),例如可列举出下式的化合物。对于下式的化合物,从工业上的制造容易、容易进行处理、表面层的拒水拒油性、耐摩擦性、指纹污迹去除性、润滑性、耐化学药品性、耐光性及耐化学药品性更优异、尤其耐光性特别优异的方面出发,是优选的。

其中,G为聚氟聚醚链、即A-O-(Rf1O)m-Rf2-(其中,A为碳数1~20的全氟烷基。)。G的优选方案为组合上述优选的A1、(Rf1O)m及Rf2而成者。

(化合物(1)的制造方法)

化合物(1)例如可以通过使化合物(2)与HSi(R31)3-g(R32)g进行氢化硅烷化反应的方法来制造。

A10-O-(Rf1O)m-A20 (2)

其中,A10为碳数1~20的全氟烷基、基团(g4-1)、基团(g4-2)或基团(g4-3),A20为基团(g4-1)、基团(g4-2)或基团(g4-3)。

-Q1[-C(R110)b(R12)3-b]a (g4-1)

-Q1[-N(R110)2]a (g4-2)

-Q1[-Z(R110)n]a (g4-3)

其中,R110为基团(g5),a为2以上时,a个[-C(R110)b(R12)3-b]任选相同或不同,a个[-N(R110)2]任选相同或不同,a个[-Z(R110)n]任选相同或不同,多个R110任选相同或不同。

-Q2-Si(R210)c(R22)d(R23)e (g5)

其中,R210为基团(g6),A10及A20各自中的多个R110中,至少1个R110中的c为2或3,c为2以上时,c个R210任选相同或不同。

-Q30-CH=CH2(g6)

其中,Q30为单键或2价的有机基团。

(Rf1O)m、Q1、Z、R12、a、b、n、Q2、R22、R23、c、d及e与化合物(1)中说明的(Rf1O)m、Q1、Z、R12、a、b、n、Q2、R22、R23、c、d及e相同,优选的方案也同样。

作为A10,从表面层的润滑性及耐摩擦性更优异的方面出发,优选碳数1~20的全氟烷基。

对于A10的全氟烷基的碳数,从表面层的润滑性及耐摩擦性更优异的方面出发,优选1~10、更优选1~6、特别优选1~3。

Q30可以具有键合B。

作为Q30中的有机基团,从表面层的耐光性及耐化学药品性更优异的方面出发,优选烃基、及烃基与键合B的组合,特别优选烃基。作为烃基,优选饱和脂肪族烃基、芳香族烃基、及它们的组合,特别优选亚烷基。对于Q30的碳数,从表面层的耐光性及耐化学药品性更优异的方面出发,优选1~8、更优选2~4、特别优选1~2。

作为Q30,从容易制造化合物(2)的方面及表面层的耐摩擦性、耐光性及耐化学药品性更优异的方面出发,优选单键及碳数1~4的亚烷基,特别优选单键及碳数1~2的亚烷基。

Q30-CH=CH2在氢化硅烷化后成为基团(g3)中的Q3

(化合物(2)的制造方法)

(i)化合物(2)例如可以如下所述地来制造。

使化合物(4)与格氏试剂(CH2=CH-Q30-MgBr)反应而得到化合物(2a)。

A-O-(Rf1O)m-Q1-C[-Q2-Si(R23)c(R22)d]b(R12)3-b (4)

A-O-(Rf1O)m-Q1-C[-Q2-Si(-Q30-CH=CH2)c(R22)d]b(R12)3-b (2a)

其中,A为碳数1~20的全氟烷基。

(Rf1O)m、Q1、R12、b、Q2、R22、R23、c、d及Q30与化合物(1)及(2)中说明的(Rf1O)m、Q1、R12、b、Q2、R22、R23、c、d及Q30相同,优选的方案也同样。

化合物(4)例如可以通过专利文献1(b=3)、日本特开2015-199906号公报(b=2、R12=羟基)、日本特开2016-204656号公报(b=3)中记载的方法来制造。

(ii)另外,化合物(2)例如可以如下所述地来制造。

使化合物(6)与CH2=CH-Si(R23)cR22 d反应而得到化合物(7)。

A-O-(Rf1O)m-Rf2-I (6)

A-O-(Rf1O)m-Rf2-CH2-CHI-Si(R23)c(R22)d (7)

使化合物(7)与格氏试剂(CH2=CH-Q30-MgBr)反应而得到化合物(2b)。

A-O-(Rf1O)m-Rf2-CH2-CH(-Q30-CH=CH2)[-Si(-Q30-CH=CH2)c(R22)d] (2b)

其中,A为碳数1~20的全氟烷基。

(Rf1O)m、Rf2、R22、c、d及Q30与化合物(1)及(2)中说明的(Rf1O)m、Rf2、R22、c、d及Q30相同,优选的方案也同样。

化合物(6)例如可以通过国际公开第2009/008380号、国际公开第2013/121984号、国际公开第2013/121986号中记载的方法来制造。

(iii)另外,化合物(2)例如可以如下所述地来制造。

使化合物(8)与格氏试剂(CH2=CH-Q30-MgBr)反应而得到化合物(2c)。

A-O-(Rf1O)m-Q1-N[-Q2-Si(R23)c(R22)d]2 (8)

A-O-(Rf1O)m-Q1-N[-Q2-Si(-Q30-CH=CH2)c(R22)d]2 (2c)

其中,A为碳数1~20的全氟烷基。

(Rf1O)m、Q1、Q2、R22、R23、c、d及Q30与化合物(1)及(2)中说明的(Rf1O)m、Q1、Q2、R22、R23、c、d及Q30相同,优选的方案也同样。

化合物(8)例如可以通过专利文献2中记载的方法来制造。

对于以上说明的化合物(1),基于下述理由,能够形成指纹污迹去除性、耐摩擦性及耐光性优异的表面层。

化合物(1)具有(Rf1O)m,因此氟原子的含量多。因此,化合物(1)能够形成耐摩擦性及指纹污迹去除性优异的表面层。

对于化合物(1),与碳原子或氮原子键合的R11为2个以上、并且多个R11(即多个-Q2-Si(R21)c(R22)d(R23)e)中、至少1个R11中的c为2或3,由此在末端借助包含基于碳原子或氮原子的支链及其后段的基于硅原子的支链的2段支链而导入多个水解性甲硅烷基。因此,能够形成与以往同样地指纹污迹去除性、耐摩擦性优异、且与以往相比耐光性更优异的表面层。

此处,例如,化合物(1)具有基团(g1-1)的情况下,可以说通过基团(g1-1)中的-C(R11)b(R12)3-b,化合物(1)具有基于碳原子的支链。另外,可以说通过其中R11中的-Q2-Si(R21)c(R22)d(R23)e,化合物(1)具有其后段的基于硅原子的支链。关于化合物(1)具有基团(g1-2)或基团(g1-3)的情况、及具有多个选自基团(g1-1)~(g1-3)中的至少1种基团的情况,也同样。

作为通过具有基于碳原子或氮原子的支链及其后段的基于硅原子的支链能够形成与以往同样地指纹污迹去除性、耐摩擦性优异、且与以往相比耐光性更优异的表面层的理由,考虑下述理由。

从碳原子分支的C-C键强,因此利用具有从碳原子分支的C-C键的含氟醚化合物,能够形成耐摩擦性优异的表面层。但是,具有从碳原子分支的C-C键的含氟醚化合物若在空气中长时间暴露于太阳光下,则会逐渐发生氧化分解,例如次甲基结构的部分中,氢原子被自由基夺取而进行复杂的分解。即使基于碳原子的支链部分为季碳,C-C键中切断的碳自由基也稳定,以此处作为起点进行分解。基于氮原子的支链也与基于碳原子的支链同样。

此处认为,在一分子中,通过向基于碳原子或氮原子的支链的后段导入基于硅原子的支链,从而不仅能够抑制被认为与从碳原子分支的C-C键相比抗氧化更强的Si-C键(从硅原子分支的Si-C键)中的氧化分解,还通过从硅原子分支的Si-C键与从碳原子分支的C-C键的相互作用而能够抑制从碳原子分支的C-C键中的氧化分解。同时认为,通过从硅原子分支的Si-C键与从碳原子分支的C-C键的相互作用,能够保持从硅原子分支的Si-C键的强度也良好的状态。

因此,通过本发明的方案向一分子中导入化学上、物理上均较强但特征不同的2种支链结构,由此能够形成与以往同样地指纹污迹去除性、耐摩擦性优异、且与以往相比耐光性更优异的表面层。因此,由本发明的化合物(1)形成的表面层也可耐受在耐光性试验后进而实施耐摩擦性试验的严苛的评价方法。

[含氟醚组合物]

本发明的含氟醚组合物(以下,也记为“本组合物”。)包含:1种以上化合物(1)、和其他含氟醚化合物。

作为其他含氟醚化合物,可列举出化合物(1)的制造工序中副产的含氟醚化合物(以下,也记为“副产含氟醚化合物”。)、与化合物(1)同样的用途中所用的公知的含氟醚化合物等。

作为其他含氟醚化合物,优选使化合物(1)的特性降低的担心少的化合物。

作为副产含氟醚化合物,可列举出未反应的化合物(2)、化合物(4)、化合物(6)、化合物(7)等、及化合物(1)的制造中的氢化硅烷化时烯丙基的一部分异构化为内烯烃而得的含氟醚化合物等。

作为公知的含氟醚化合物,可举出市售的含氟醚化合物等。本组合物包含公知的含氟醚化合物时,有时发挥补充化合物(1)的特性等新的作用效果。

相对于化合物(1)和其他含氟醚化合物的合计量,本组合物中的化合物(1)的含量优选60质量%以上且不足100质量%、更优选70质量%以上且不足100质量%、特别优选80质量%以上且不足100质量%。

相对于本组合物,本组合物中的化合物(1)及其他含氟醚化合物的合计的含量优选80~100质量%、特别优选85~100质量%。

化合物(1)的含量及其他含氟醚化合物的含量为前述范围内时,表面层的初始的拒水拒油性、耐摩擦性、指纹污迹去除性、耐光性及耐化学药品性更优异。

本组合物在不损害本发明效果的范围内,也可以包含除化合物(1)及其他含氟醚化合物以外的成分。

作为其他成分,可举出化合物(1)、公知的含氟醚化合物的制造工序中生成的副产物(其中,副产的含氟醚化合物除外。)、未反应的原料等制造上不可避免的化合物。

另外,可举出促进水解性甲硅烷基的水解和缩合反应的酸催化剂、碱性催化剂等添加剂。作为酸催化剂,可举出盐酸、硝酸、乙酸、硫酸、磷酸、磺酸、甲磺酸、对甲苯磺酸等。作为碱性催化剂,可举出氢氧化钠、氢氧化钾、氨等。

其他成分的含量相对于本组合物优选0~10质量%、特别优选0~1质量%。

[涂布液]

本发明的涂布液(以下,也记为“本涂布液”。)包含化合物(1)或本组合物且包含液体介质。本涂布液可以为溶液,也可以为分散液。

作为液体介质,优选有机溶剂。有机溶剂可以是含氟有机溶剂也可以是非氟有机溶剂,还可以包含两种溶剂。

作为含氟有机溶剂,可举出氟化烷烃、氟化芳香族化合物、氟代烷基醚、氟化烷基胺、氟代醇等。

作为氟化烷烃,优选碳数4~8的化合物。作为市售品,可举出C6F13H(AGC株式会社制,ASAHIKLIN(注册商标)AC-2000)、C6F13C2H5(AGC株式会社制,ASAHIKLIN(注册商标)AC-6000)、C2F5CHFCHFCF3(The Chemours Company制,Vertrel(注册商标)XF)等。

作为氟化芳香族化合物,可举出六氟苯、三氟甲基苯、全氟甲苯、双(三氟甲基)苯等。

作为氟代烷基醚,优选碳数4~12的化合物。作为市售品,可举出CF3CH2OCF2CF2H(AGC株式会社制,ASAHIKLIN(注册商标)AE-3000)、C4F9OCH3(3M公司制,Novec(注册商标)7100)、C4F9OC2H5(3M公司制,Novec(注册商标)7200)、C2F5CF(OCH3)C3F7(3M公司制,Novec(注册商标)7300)等。

作为氟化烷基胺,可举出全氟三丙胺、全氟三丁胺等。

作为氟代醇,可举出2,2,3,3-四氟丙醇、2,2,2-三氟乙醇、六氟异丙醇等。

作为非氟有机溶剂,优选仅由氢原子及碳原子形成的化合物、仅由氢原子、碳原子及氧原子形成的化合物,可举出烃、醇、酮、醚、酯。

液体介质可以是混合2种以上而成的混合介质。

化合物(1)或本组合物的含量相对于本涂布液优选0.001~10质量%、特别优选0.01~1质量%。

液体介质的含量相对于本涂布液优选90~99.999质量%、特别优选99~99.99质量%。

[物品]

本发明的物品(以下也记作“本物品”。)在基材的表面具有由化合物(1)或本组合物形成的表面层。

表面层以化合物(1)的水解性甲硅烷基的一部分或全部发生水解反应、且发生了脱水缩合反应的状态含有化合物(1)。

表面层的厚度优选1~100nm、特别优选1~50nm。表面层的厚度为1nm以上时,容易充分得到表面处理所带来的效果。表面层的厚度为100nm以下时,利用效率高。对于表面层的厚度,可以使用薄膜解析用X射线衍射计(RIGAKU公司制、ATX-G),通过X射线反射率法得到反射X射线的干渉图案,根据干渉图案的振动周期来算出。

作为基材,可举出要求赋予拒水拒油性的基材。作为基材的材料,可举出金属、树脂、玻璃、蓝宝石、陶瓷、石材、它们的复合材料。玻璃可以进行化学强化。基材的表面上也可以形成SiO2膜等基底膜。

作为基材,触摸面板用基材、显示器用基材、眼镜透镜是适宜的,触摸面板用基材特别适宜。作为触摸面板用基材的材料,优选玻璃或透明树脂。

[物品的制造方法]

本物品例如可以以下述的方法来制造。

·通过使用了化合物(1)或本组合物的干涂法来处理基材的表面,从而在基材的表面形成由化合物(1)或本组合物形成的表面层的方法。

·通过湿涂法将本涂布液涂布于基材的表面并使其干燥,从而在基材的表面形成由化合物(1)或本组合物形成的表面层的方法。

作为干涂法,可举出真空蒸镀、CVD、溅射等方法。作为干涂法,从抑制化合物(1)的分解的方面、及装置的便利性的方面来看,优选真空蒸镀法。真空蒸镀时,可以使用使化合物(1)或本组合物浸渗于铁、钢等金属多孔体而成的粒料状物质。也可以使用使本涂布液浸渗于铁、钢等金属多孔体并使液体介质干燥,从而浸渗有化合物(1)或本组合物的粒料状物质。

作为湿涂法,可举出旋转涂布法、擦涂法、喷涂法、刮涂法、浸涂法、模涂法、喷墨法、流涂法、辊涂法、浇铸法、Langmuir-Blodgett法、凹版涂布法等。

实施例

以下,使用实施例更详细地对本发明进行说明,但本发明不限定于这些实施例。以下,“%”在没有特别说明下为“质量%”。需要说明的是,例4、5为实施例,例6为比较例。

[例1]

(例1-1)

按照国际公开第2017/038830号的实施例的例11-1~11-2中记载的方法,得到化合物(3-1)。

PFPE=CF3-O-(CF2CF2O-CF2CF2CF2CF2O)xCF2CF2O-CF2CF2CF2-

x的平均值:13、化合物(3-1)的数均分子量:4,800。

(例1-2)

在50mL的茄形烧瓶中,加入例1-1中得到的化合物(3-1)10g、甲基二甲氧基硅烷0.9g、苯胺0.009g、C6F13C2H5(AGC株式会社制、ASAHIKLIN(注册商标)AC-6000)的10g、铂-二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物0.033g,在25℃下搅拌一晩。进行浓缩,得到化合物(4-1)10g。

PFPE=CF3-O-(CF2CF2O-CF2CF2CF2CF2O)xCF2CF2O-CF2CF2CF2-

化合物(4-1)的NMR波谱;

1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:四甲基硅烷(TMS))δ(ppm):3.9(18H)、3.3(2H)、1.1~2.0(12H)、0.5~1.0(6H)、0(9H)。

19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:C6F6)δ(ppm):-55.2(3F)、-82.1(54F)、-88.1(54F)、-90.2(2F)、-119.6(2F)、-125.4(52F)、-126.2(2F)。

x的平均值:13。

(例1-3)

在进行了氮气置换的200mL的3口烧瓶中,加入0.7mol/L的烯丙基溴化镁的醚溶液30mL、二氯五氟丙烷(AGC株式会社制、AK-225)30mL,在25℃下进行搅拌。将用50mLAK-225对例1-2中得到的化合物(4-1)10g进行稀释而得者一点点加入3口烧瓶中,搅拌一晚。用1mol/L的盐酸水溶液对所得粗体进行淬灭,用AK-225进行分液后,对有机层进行浓缩,通过硅胶柱层析进行纯化,得到化合物(2-1)9.3g。

PFPE=CF3-O-(CF2CF2O-CF2CF2CF2CF2O)xCF2CF2O-CF2CF2CF2-

化合物(2-1)的NMR波谱;

1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):6.0(6H)、5.0(12H)、3.3(2H)、1.1~2.0(24H)、0.5~1.0(6H)、0.0(9H)。

19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:C6F6)δ(ppm):-55.2(3F)、-82.1(54F)、-88.1(54F)、-90.2(2F)、-119.6(2F)、-125.4(52F)、-126.2(2F)。

x的平均值:13。

(例1-4)

在50mL的茄形烧瓶中,加入例1-3中得到的化合物(2-1)的9.0g、三甲氧基硅烷2.20g、苯胺0.0220g、AC-6000的9.0g、铂-二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物0.03g,在25℃下搅拌一晩。进行浓缩,得到化合物(1-1)9.0g。

PFPE=CF3-O-(CF2CF2O-CF2CF2CF2CF2O)xCF2CF2O-CF2CF2CF2-

化合物(1-1)的NMR波谱;

1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):3.9(18H)、3.4(2H)、1.1~2.0(24H)、0.5~1.0(30H)、0.0(9H)。

19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:C6F6)δ(ppm):-55.2(3F)、-82.1(54F)、-88.1(54F)、-90.2(2F)、-119.6(2F)、-125.4(52F)、-126.2(2F)。

x的平均值:13。

[例2]

(例2-1)

按照国际公开第2013/121984号的实施例的例11-1~11-3中记载的方法,得到化合物(5-1)。

CF3-O-(CF2CF2O-CF2CF2CF2CF2O)xCF2CF2O-CF2CF2CF2-CF2OC(O)CF(CF3)OCF2CF2CF3(5-1)

单元数x的平均值:13、化合物(5-1)的数均分子量:5,050。

(例2-2)

在用铝箔进行了遮光的500mL的茄形烧瓶中,加入吡啶硫酮钠5.8g、1,3-双(三氟甲基)苯(AGC Seimi Chemical Co.,Ltd.制、SR-Solvent)100mL,冰冷下进行搅拌。接着,缓慢加入例2-1中得到的化合物(5-1)50.0g,在冰冷状态下进行2小时搅拌。接着,加入碘12.0g、2,2-偶氮双(2-甲基丁腈)(和光纯药工业株式会社制、V-59)1.8g,去除遮光的铝箔,在85℃下搅拌一晚。使温度恢复至25℃,加入甲醇进行充分搅拌后,加入AC-6000进行2层分离,回收下层,将溶剂蒸馏去除。通过硅胶柱层析对得到的粗体进行纯化,得到化合物(6-1)39.8g。

CF3-O-(CF2CF2O-CF2CF2CF2CF2O)xCF2CF2O-CF2CF2CF2-I (6-1)

化合物(6-1)的NMR波谱;

19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:C6F6)δ(ppm):-55(3F)、-58(2F)、-83(50F)、-88(52F)、-90(2F)、-116(2F)、-125(52F)。

x的平均值:13。

(例2-3)

在50mL的茄形烧瓶中,加入例2-2中得到的化合物(6-1)10g、二氯甲基乙烯基硅烷(TCI公司制)2.0g、ClCF2CFClCF2OCF2CF2Cl(CFE-419)30mL、PERBUTYL PV(日本油脂株式会社制)36mg,在65℃下搅拌一晚。使反应温度恢复至25℃,将溶剂蒸馏去除后,得到化合物(7-1)9.8g。

PFPE=CF3-O-(CF2CF2O-CF2CF2CF2CF2O)xCF2CF2O-CF2CF2CF2-

化合物(7-1)的NMR波谱;

1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):3.7~3.5(1H)、3.3~3.1(1H)、2.8-2.6(1H)、1.3(3H)。

19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:C6F6)δ(ppm):-55(3F)、-83(50F)、-88(52F)、-90(2F)、-110~-117(2F)、-125(52F)。

x的平均值:13。

(例2-4)

在进行了氮气置换的200mL的3口烧瓶中,加入0.7mol/L的烯丙基溴化镁的醚溶液13.7mL、45mL AK-225,在25℃下进行搅拌。将用40mLAK-225对例2-3中得到的化合物(7-1)9.5g进行稀释而得者一点点加入3口烧瓶中,搅拌一晚。用1mol/L的盐酸水溶液对所得粗体进行淬灭,用AK-225进行分液后,对有机层进行浓缩,通过硅胶柱层析进行纯化,得到化合物(2-2)9.0g。

PFPE=CF3-O-(CF2CF2O-CF2CF2CF2CF2O)xCF2CF2O-CF2CF2CF2-

化合物(2-2)的NMR波谱;

1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):6.0~5.8(3H)、5.3~4.6(6H)、2.8~2.2(4H)、2.0~1.7(4H)、1.4~1.3(1H)、0.4~0.2(3H)。

19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:C6F6)δ(ppm):-55(3F)、-83(50F)、-88(52F)、-90(2F)、-112~-118(2F)、-125(52F)。

x的平均值:13。

(例2-5)

在50mL的茄形烧瓶中,加入例2-4中得到的化合物(2-2)1g、三甲氧基硅烷0.10g、苯胺0.0010g、1g AC-6000、铂-二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物0.0033g,在25℃下搅拌一晩。进行浓缩,得到化合物(1-2)1g。

PFPE=CF3-O-(CF2CF2O-CF2CF2CF2CF2O)xCF2CF2O-CF2CF2CF2-

1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):3.7~3.5(27H)、2.2~1.9(2H)、1.6~1.3(9H)、0.8~0.5(10H)、0.2~0(3H)。

19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:C6F6)δ(ppm):-55(3F)、-83(50F)、-88(52F)、-90(2F)、-112~-117(2F)、-125(52F)。

x的平均值:13。

[例3]

使用例1-1中得到的化合物(3-1),按照国际公开第2017/038830号的实施例的例11-3中记载的方法,得到化合物(4-2)。

PFPE=CF3-O-(CF2CF2O-CF2CF2CF2CF2O)xCF2CF2O-CF2CF2CF2-

x的平均值:13、化合物(4-2)的数均分子量:5,400。

(例4)

将例2-3的二氯甲基乙烯基硅烷变更为三氯乙烯基硅烷,除此以外,通过同样的方法合成化合物(1-3)。

(例5-1)

在200mL的茄形烧瓶中,加入化合物(6-0)5.02g、三乙胺6.16g、二甲基氨基吡啶0.080g、四氢呋喃100mL,在冰浴中进行搅拌。接着,加入二碳酸二叔丁酯10.9g,使用反应体系升高至25℃,进行1小时搅拌。用水和乙酸乙酯进行分液,将有机溶剂层浓缩。通过硅胶柱层析对得到的粗体进行纯化,得到化合物(6-2)7.90g(收率87%)。

化合物(6-2)的NMR波谱;

1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:四甲基硅烷(TMS))δ(ppm):6.1(1H)、5.9(1H)、4.5(1H)、3.2-2.5(5H)、2.2(1H)、1.8(1H)、1.4(9H)、1.2(1H)、0.5(1H)。

(例5-2)

在1L的高压釜中,加入例5-1中得到的化合物(6-2)7.17g、甲苯800mL,进行冷冻脱气,加入乙烯16g直到高压釜的压力表成为0.4MPa[gauge]。压入将苯亚甲基{1,3-双(2,4,6-三甲基苯基)-2-咪唑啉亚基}二氯(三环己基膦)合钌(Grubbs第二代催化剂)0.40g溶解于甲苯5mL而得的溶液,在25℃下进行22小时搅拌。通过硅胶柱层析进行纯化,得到化合物(6-3)1.1g(收率15%)。

化合物(6-3)的NMR波谱;

1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):5.8(2H)、4.9(4H)、3.1(2H)、2.7(1H)、2.5(1H)、2.2(1H)、2.0(2H)、1.5-1.0(11H)。

(例5-3)

在200mL的茄形烧瓶中,加入例5-2中得到的化合物(6-3)1.1g、二氯甲烷50mL,在冰浴中进行搅拌。接着,加入三氟乙酸1.6g,在25℃下进行1小时搅拌。接着,加入10%的氢氧化钠水溶液50mL,进行搅拌。进行分液操作后,用硫酸镁对有机层进行脱水,滤出硫酸镁。对有机层进行浓缩,得到化合物(6-4)0.58g(收率87%)。

化合物(6-4)的NMR波谱;

1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):5.8(2H)、5.0(4H)、3.6(2H)、3.7(2H),3.5(2H)、2.2-1.9(3H)、1.4-1.0(2H)。

(例5-4)

在100mL的茄形烧瓶中,加入例5-3中得到的化合物(6-4)0.29g、国际公报WO2013-121984的例2-3的方法中得到的化合物(3-0)5.0g、5.1g AC-6000,在60℃下进行2天搅拌。通过硅胶柱层析对得到的粗体进行纯化,得到化合物(2-11)4.30g(收率89%)。

G=CF3-O-(CF2CF2O-CF2CF2CF2CF2O)xCF2CF2O-CF2CF2CF2-

化合物(2-11)的NMR波谱;

1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):5.7(2H)、4.9(4H)、3.4(1H)、3.2(1H)、2.7(1H)、2.5(1H)、2.2(1H)、1.9(2H)、1.4-1.0(2H)。

19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-56(3F)、-83(58F)、-88(58F)、-91(2F)、-120(2F)、-126(58F)。

(例5-5)

在50mL的茄形烧瓶中,加入例5-4中得到的化合物(2-11)1.1g、三甲氧基硅烷0.073g、苯胺0.0001g、1.0g AC-6000、铂/1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷络合物0.0033g,在25℃下搅拌一晩。将溶剂等减压蒸馏去除,得到化合物(2-12)1.1g(收率100%)。

化合物(2-12)的NMR波谱;

1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):3.2(2H)、2.3-1.4(5H)、1.2-0.5(10H)。

19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-56(3F)、-83(58F)、-88(58F)、-91(2F)、-120(2F)、-126(58F)。

(例5-6)

在进行了氮气置换的50mL的3口烧瓶中,加入0.7mol/L的烯丙基溴化镁的醚溶液5mL、二氯五氟丙烷(AGC株式会社制、AK-225)5mL,在0℃下进行搅拌。将用50mLAK-225对例5-5中得到的化合物(2-12)1.0g进行稀释而得者一点点加入3口烧瓶中,搅拌一晚。用1mol/L的盐酸水溶液对所得粗体进行淬灭,用AK-225进行分液后,对有机层进行浓缩,通过硅胶柱层析进行纯化,得到化合物(2-13)0.8g。

化合物(2-13)的NMR波谱;

1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):6.0(6H)、5.0(12H)、3.2(2H)、2.3-1.1(17H)、1.1-0.5(10H)。

19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-56(3F)、-83(58F)、-88(58F)、-91(2F)、-120(2F)、-126(58F)。

(例5-7)

在50mL的茄形烧瓶中,加入例5-6中得到的化合物(2-13)0.8g、三甲氧基硅烷0.20g、苯胺0.0020g、0.8gAC-6000、铂-二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物0.003g,在25℃下搅拌一晩。进行浓缩,得到化合物(1-4)0.80g。

化合物(1-4)的NMR波谱;

1H-NMR(300.4MHz、溶剂:CDCl3、基准:TMS)δ(ppm):3.8-3.2(56H)、2.1-0.5(51H)

19F-NMR(282.7MHz、溶剂:CDCl3、基准:CFCl3)δ(ppm):-56(3F)、-83(58F)、-88(58F)、-91(2F)、-120(2F)、-126(58F)。

(例6)

将例5-5的三氯乙烯基硅烷变更为二氯甲基乙烯基硅烷,除此以外,通过同样的方法合成化合物(1-5)。

[例7~12:物品的制造及评价]

使用例1~6中得到的各化合物对基材进行表面处理,得到例7~12的物品。作为表面处理方法,对各例使用下述的干涂法。作为基材,使用化学强化玻璃。对得到的物品,按照下述的方法进行评价。将结果示于表1。

(干涂法)

使用真空蒸镀装置(ULVAC公司制,VTR-350M)进行(真空蒸镀法)干涂。将0.5g例1~6中得到的各化合物填充至真空蒸镀装置内的钼制舟皿,将真空蒸镀装置内排气至1×10-3Pa以下。将配置有化合物的舟皿以升温速度10℃/分钟以下的速度加热,在基于石英振荡式膜厚计的蒸镀速度超过1nm/秒时打开挡板,开始对基材表面的制膜。膜厚变为约50nm时关闭挡板,结束对基材的表面的制膜。将堆积有化合物的基材在200℃下进行30分钟加热处理,用AK-225进行清洗,从而得到基材的表面具有表面层的物品。

(湿涂法)

将例1~6中得到各化合物与作为介质的C4F9OC2H5(3M公司制,Novec(注册商标)7200)混合,从而制备固体成分浓度0.05%的涂布液。将基材浸渍于涂布液中并放置30分钟后,将基材提起(浸涂法)。使涂膜在200℃下干燥30分钟,用AK-225进行清洗,从而得到基材的表面具有表面层的物品。

(评价方法)

<接触角的测定方法>

使用接触角测定装置(协和界面科学株式会社制,DM-500),测定放置于表面层的表面的约2μL蒸馏水或正十六烷的接触角。在表面层的表面上不同的5个部位进行测定,算出其平均值。接触角的算出使用2θ法。

<初始接触角>

对表面层,通过前述测定方法测定初始水接触角及初始正十六烷接触角。评价基准如下。

初始水接触角:

◎(优):115度以上。

○(良):110度以上且不足115度。

△(可):100度以上且不足110度。

×(不可):不足100度。

初始正十六烷接触角:

◎(优):66度以上。

○(良):65度以上且不足66度。

△(可):63度以上且不足65度。

×(不可):不足63度。

<耐光性>

对表面层,使用台式氙弧灯式促进耐光性试验机(东洋精机株式会社制、SUNTESTXLS+),以黑板温度:63℃、照射1,000小时光线(650W/m2、300~700nm)后,测定水接触角。促进耐光试验后的水接触角的降低越小,由光引起的性能降低越小,耐光性优异。评价基准如下所述。

◎(优):促进耐光试验后的水接触角的变化为2度以下。

○(良):促进耐光试验后的水接触角的变化超过2度且为5度以下。

△(可):促进耐光试验后的水接触角的变化超过5度且为10度以下。

×(不可):促进耐光试验后的水接触角的变化超过10度。

<耐摩擦性>

对表面层,基于JIS L0849:2013(ISO 105-X12:2001),使用往复式横动试验仪(ケイエヌテー株式会社制),使钢丝棉BONSTAR(#0000)以压力:98.07kPa、速度:320cm/分钟的条件往返1万次后,测定水接触角。摩擦后的拒水性(水接触角)的降低越小,由摩擦引起的性能降低越小,耐摩擦性越优异。评价基准如下所述。

◎(优):往返1万次后的水接触角的变化为2度以下。

○(良):往返1万次后的水接触角的变化超过2度且为5度以下。

△(可):往返1万次后的水接触角的变化超过5度且为10度以下。

×(不可):往返1万次后的水接触角的变化超过10度。

<耐光性+耐摩擦性>

上述耐光性的试验后,进行上述耐摩擦性的试验,按照耐摩擦性(钢丝棉)的评价基准进行评价。

<耐化学药品性(耐碱性)>

将物品在1N的氢氧化钠水溶液(pH=14)中浸渍5小时后,进行水洗、风干,并测定水接触角。试验后的水接触角的降低越小,由碱引起的性能降低越小,耐碱性越优异。评价基准如下所述。

◎(优):耐碱性试验后的水接触角的变化为2度以下。

○(良):耐碱性试验后的水接触角的变化超过2度且为5度以下。

△(可):耐碱性试验后的水接触角的变化超过5度且为10度以下。

×(不可):耐碱性试验后的水接触角的变化超过10度。

<耐化学药品性(耐盐水性)>

基于JIS H8502进行盐水喷雾试验。即,将物品在盐水喷雾试验机(Suga TestInstruments Co.,Ltd.制)内暴露于盐水气氛300小时后,测定水接触角。试验后的水接触角的降低越小,由盐水引起的性能降低越小,耐盐水性越优异。评价基准如下所述。

◎(优):盐水喷雾试验后的水接触角的变化为2度以下。

○(良):盐水喷雾试验后的水接触角的变化超过2度且为5度以下。

△(可):盐水喷雾试验后的水接触角的变化超过5度且为10度以下。

×(不可):盐水喷雾试验后的水接触角的变化超过10度。

<指纹污迹去除性>

使人工指纹液(包含油酸和角鲨烯的液体)附着于硅橡胶栓的平坦面后,利用无纺布(旭化成株式会社制,BEMCOT(注册商标)M-3)将多余的油分擦除,从而准备指纹的印章(stamp)。将指纹印章放在表面层上,以载荷:9.8N按压10秒。通过雾度仪测定附着有指纹的部位的雾度,并设为初始值。对附着有指纹的部位,使用安装有纸巾的往复式横动试验仪(ケイエヌテー株式会社制),以载荷:4.9N进行擦拭。每往复擦拭一次,测定雾度的值,测定雾度从初始值起变为10%以下的擦拭次数。擦拭次数越少,则越可以容易地去除指纹污迹,指纹污迹擦拭性越优异。评价基准如下所述。

◎(优):擦拭次数为3次以下。

○(良):擦拭次数为4~5次。

△(可):擦拭次数为6~8次。

×(不可):擦拭次数为9次以上。

[表1]

对于使用了化合物(1)的例7~11,确认了初始的拒水拒油性、耐摩擦性、指纹污迹去除性、耐光性及耐化学药品性优异。特别是确认了,耐光性的试验后的耐摩擦性优异,与使用了以往的含氟醚化合物的例6相比耐光性更加优异。

产业上的可利用性

本发明的含氟醚化合物可以用于要求赋予润滑性、拒水拒油性的各种用途。例如,可以用于触摸面板等显示输入装置、透明的玻璃制或透明的塑料制构件的表面保护涂层、厨房用防污涂层、电子设备、热交换器、电池等的拒水防湿涂层、防污涂层、卫生间用防污涂层、导通的同时需要拒液的构件上的涂层、热交换机的拒水·防水·滑水涂层、振动筛、料筒内部等的表面低摩擦涂层等。作为更具体的使用例,可以举出显示器的前面保护板、防反射板、偏光板、防眩板、或对它们的表面实施了防反射膜处理而得者、移动电话、移动信息终端等设备的触摸面板片、具有触摸面板显示器等通过人的手指或手掌进行画面上的操作的显示输入装置的各种设备、厕所、浴池、洗手间、厨房等的用水场所的装饰建材、布线板用防水涂布热交换机的拒水·防水涂层、太阳能电池的拒水涂层、印刷电路板的防水·拒水涂层、电子设备壳体、电子部件用的防水·拒水涂层、输电线的绝缘性改善涂层、各种过滤器的防水·拒水涂层、电波吸收材料、吸音材料的防水性涂层、浴池、厨房设备、卫生间用防污涂层、热交换机的拒水·防水·滑水涂层、振动筛、料筒内部等的表面低摩擦涂层、机械部件、真空装置部件、轴承部件、汽车部件、工具等的表面保护涂层等。

需要说明的是,将2017年12月27日申请的日本专利申请2017-251611号的说明书、权利要求书及摘要的全部内容引用至此处,作为本发明的说明书的公开而并入。

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