评价被膜的耐候性的方法和该被膜的制膜方法以及具有该被膜的物品

文档序号:133181 发布日期:2021-10-22 浏览:19次 >En<

阅读说明:本技术 评价被膜的耐候性的方法和该被膜的制膜方法以及具有该被膜的物品 (Method for evaluating weather resistance of coating film, method for forming coating film, and article having coating film ) 是由 朝日智之 酒匈隆介 山根祐治 于 2021-04-20 设计创作,主要内容包括:本发明提供评价被膜的耐候性的方法和该被膜的制膜方法以及具有该被膜的物品。本发明提供一种评价被膜耐候性的方法。所述被膜为包括具有全氟聚醚基的聚合物的被膜,且所述被膜拒水拒油性、耐候性以及粘着性优异,并且所述被膜包含具有全氟聚醚基的聚合物的固化物,其通过X射线反射率法测得的膜密度为1.40g/cm~(3)以上且2.50g/cm~(3)以下。所述具有全氟聚醚基的聚合物具有二价的全氟代氧化亚烷基聚合物的残基,且具有全氟聚醚基,在一分子中的至少一个末端具有至少一个水解基团。(The invention provides a method for evaluating weather resistance of a coating film, a method for forming the coating film and an article having the coating film. The invention provides a method for evaluating the weather resistance of a coating. The film is a film comprising a polymer having a perfluoropolyether group, and is excellent in water-and oil-repellency, weather resistance, and adhesion, and the film comprises a cured product of a polymer having a perfluoropolyether group, and has a film density of 1.40g/cm as measured by an X-ray reflectance method 3 Above and 2.50g/cm 3 The following. Said hasThe fluoropolyether-based polymer has a residue of a divalent perfluorooxyalkylene polymer, and has a perfluoropolyether group having at least one hydrolyzable group at least one terminal end in one molecule.)

评价被膜的耐候性的方法和该被膜的制膜方法以及具有该被 膜的物品

技术领域

本发明涉及评价被膜的耐候性的方法和该被膜的制膜方法以及具有该被膜的物品。具体而言,本发明涉及评价包括具有全氟聚醚基的聚合物的、拒水拒油性、耐候性以及粘着性优异的被膜的耐候性的方法和该被膜的制膜方法以及具有该被膜的物品。

背景技术

通常,具有氟聚醚基的化合物由于其表面自由能非常小,因此,具有拒水拒油性、耐药性、润滑性、脱模性以及防污性等。利用其性质,该具有氟聚醚基的化合物在工业性生产上,被广泛利用在纸/纤维等的拒水拒油防污剂、磁录介质的润滑剂、精密机械的防油剂、脱模剂、化妆材料以及保护膜等领域。但是,其性质同时也意味着对其它的基材为非粘着性和非粘合性,即使能够将含有氟聚醚基的化合物本身涂布在基材表面,也难以将含有该化合物的被膜粘合在基材上。

另一方面,作为将玻璃或布等的基材表面与有机化合物进行结合的材料,硅烷偶联剂被广为人知,且作为各种基材表面的涂布剂被广泛地利用着。硅烷偶联剂在一分子中具有有机官能团和反应性甲硅烷基(一般为烷氧甲硅烷基等的水解性甲硅烷基)。水解性甲硅烷基通过空气中的水分等发生自缩合反应从而形成被膜。该被膜通过水解性甲硅烷基与玻璃或金属等的表面进行化学性/物理性的键合,从而成为具有耐久性的被膜。

因此,公开了一种组合物(国际公开WO2017/038832号公报(专利文献1)、日本特开2019-131807号公报(专利文献2)、日本特开2019-119747号公报(专利文件3))。所述组合物通过使用已将水解性甲硅烷基导入在具有全氟聚醚基的化合物中的具有全氟聚醚基的聚合物,从而容易在基材的表面粘合,并且能够将具有拒水拒油性、耐药性、润滑性、脱模性以及防污性等的被膜形成在基材的表面。

用含有将水解性甲硅烷基导入在该具有全氟聚醚基的化合物中的具有全氟聚醚基的聚合物的组合物进行表面处理的透镜或抗反射膜等的固化被膜,虽然其滑溜性、拒水拒油性优异,但对耐候性方面尚未能够充分发挥性能。

现有技术文献

专利文献

[专利文献1]国际公开第2017/038832号公报

[专利文献2]日本特开2019-131807号公报

[专利文献3]日本特开2019-119747号公报

发明内容

发明要解决的问题

因此,本发明的目的在于,提供一种评价被膜的耐候性的方法和该被膜的制膜方法以及具有该被膜的物品。该方法用于提供如下被膜,其为包括具有全氟聚醚基的聚合物的被膜,且拒水拒油性、耐候性以及粘合性优异。

解决问题的方案

本发明者们为达到以上目的刻苦研究的结果,发现了通过在被膜形成后对其进行适宜地固化、且将该被膜的膜密度控制在给定的范围,能够提高所述被膜的耐候性,从而完成了本发明。

即,本发明为提供下述评价被膜的耐候性的方法和该被膜的制膜方法以及具有该被膜的物品的发明。

〔1〕一种评价被膜的耐候性的方法,

所述评价方法为评价包含具有全氟聚醚基的聚合物的固化物的被膜的耐候性的方法。

所述评价方法具有通过X射线反射率法,对施用于基材表面的具有全氟聚醚基的聚合物的被覆层测定膜密度,且判定所述膜密度为1.40g/cm3以上且2.50g/cm3以下的工序,并且所述被膜包含具有全氟聚醚基的聚合物的固化物。

〔2〕如〔1〕所述的评价被膜的耐候性的方法,

具有全氟聚醚基的聚合物为在一分子中具有二价的全氟代氧化亚烷基聚合物残基、且具有全氟聚醚基的聚合物。所述二价的全氟代氧亚烷基聚合物残基以-(CF2)d-O-(CF2O)p(CF2CF2O)q(CF2CF2CF2O)r(CF2CF2CF2CF2O)s(CF(CF3)CF2O)t-(CF2)d-表示,所述具有全氟聚醚基的聚合物在一分子中的至少一个末端具有至少一个水解基团。在上述式中,p、q、r、s、t分别独立地为0~200的整数、且p+q+r+s+t=3~500,括号中所示的各全氟代氧化亚烷基重复单元可被无规键合,d独立地为0~8的整数。该单元既可以为直链,也可以为支链。

〔3〕如〔1〕或〔2〕所述的评价被膜的耐候性的方法,

具有全氟聚醚基的聚合物为选自以下述通式(1)~通式(5)所表示的含氟水解有机硅化合物中的至少一种,

(A-Rf)α-ZWβ (1)

Rf-(ZWβ)2 (2)

Z’-(Rf-ZWβ)γ (3)

在式中,Rf为以-(CF2)d-O-(CF2O)p(CF2CF2O)q(CF2CF2CF2O)r(CF2CF2CF2CF2O)s(CF(CF3)CF2O)t-(CF2)d-表示的二价的全氟代氧化亚烷基聚合物残基,p、q、r、s以及t分别独立地为0~200的整数,且p+q+r+s+t=3~500,括号中所示的各全氟代氧化亚烷基重复单元可被无规键合,d独立地为0~8的整数,并且该单元既可以为直链,也可以为支链,A为氟原子、氢原子或末端为-CF3基团、-CF2H基团或-CH2F基团的一价含氟基团,Z和Z’独立地为单键或既可以包括氮原子、氧原子、硅原子、磷原子或硫原子,也可以被氟取代的2~8价的有机基团,W为在末端具有水解基的一价有机基团,α和β分别独立地为1~7的整数,且α+β=2~8的整数,γ为2~8的整数,

A-Rf-Q-(Y)δ-B (4)

Rf-(Q-(Y)δ-B)2 (5)

在式中,Rf、A为与上述相同,Q为单键或二价的有机基团,δ分别独立地为1~10的整数,Y为具有水解基的二价有机基团,B为氢原子、碳原子数1~4的烷基或卤原子。

〔4〕如〔3〕所述的评价被膜的耐候性的方法,

其中,所述Z为具有硅亚苯基或环状硅氧烷结构的有机基团。

〔5〕如〔3〕所述的评价被膜的耐候性的方法,

其中,所述Q为具有硅亚苯基或环状硅氧烷结构的有机基团。

〔6〕一种方法,

所述方法为制备被膜的方法,所述被膜被用于〔1〕~〔5〕中任一项所述的评价被膜的耐候性的方法中且包含具有全氟聚醚基的聚合物的固化物,

所述制备被膜的方法包括以下工序,

以通过X射线反射率法测得的膜密度成为1.40g/cm3以上且2.50g/cm3以下的方式,对施用于基材表面的具有全氟聚醚基的聚合物被覆层进行固化/制膜。

〔7〕一种物品,

其具有被膜,所述被膜包含具有全氟聚醚基的聚合物的固化物,且通过X射线反射率法测得的膜密度为1.40g/cm3以上且2.50g/cm3以下。

发明的效果

在本发明的评价方法中的评价对象的被膜,由于其包括具有全氟聚醚基的聚合物,且该聚合物的固化物的膜密度为在给定的范围内,因此,其拒水拒油性和耐候性优异。

具体实施方式

以下,对本发明进行详细的说明。

在本发明的评价方法中的评价对象的被膜,其为包括具有全氟聚醚基的聚合物的被膜(固化物),且为通过X射线反射率法测得的膜密度为1.40g/cm3以上且2.50g/cm3以下的被膜。

在本发明的评价方法中的评价对象的被膜的膜密度为从1.40g/cm3至2.50g/cm3、优选为从1.45g/cm3至2.30g/cm3、更优选为从1.50g/cm3至2.00g/cm3。膜密度低于1.40g/cm3的被膜其未能显示出充分的拒水拒油性。另外,膜密度高于2.50g/cm3的被膜由于大幅度地超过了为原材料的具有全氟聚醚基的聚合物的体积密度,因此,难以制造这样的被膜。

在本发明的评价方法中的被膜的膜密度,可以通过X射线反射率法进行测定。例如,在以下所示的条件下测定被膜的X射线的反射率,并通过由此所求出的全反射临界角,可以算出被膜的膜密度。

·测定装置:X射线衍射仪ATX-G(日本Rigaku股份有限公司制造)

·X射线发生装置:旋转对阴极型Cu

·输出:50kV·300mA

·测定范围:0.3-4.0°

·步幅:0.001°

·扫描速度:0.2°/min

在本发明中,可以通过在制备包括具有全氟聚醚基的聚合物的被膜之后,适宜地设定固化条件使被膜进行固化,从而能够将膜密度规定在上述所示的范围内。

作为所述具有全氟聚醚基的聚合物,其优选可列举为在一分子中具有氟代氧化亚烷基(即,一价或二价的全氟聚醚残基)的化合物。所述氟代氧化亚烷基为以-CjF2jO-表示的重复单元多个直链(直列)键合的具有(聚)氟代氧化亚烷基的结构(二价全氟代氧化亚烷基聚合物残基)的化合物(在该结构中,j为1以上、优选为1~6、更优选为1~4的整数)。作为所述具有全氟聚醚基的聚合物,可列举为特别是具有3~500个所述重复单元、优选为具有15~200个所述重复单元、进一步优选为具有20~100个所述重复单元、更优选为具有25~80个所述重复单元的聚合物。

上述重复单元-CjF2jO-自身也可以为直链或支链中的任一种。例如,可以列举以下的单元,并且也可以键合这些重复单元的二种以上。

-CF2O-

-CF2CF2O-

-CF2CF2CF2O-

-CF(CF3)CF2O-

-CF2CF2CF2CF2O-

-CF2CF2CF2CF2CF2O-

-C(CF3)2O-

上述(聚)氟代氧化亚烷基结构(二价全氟代氧化亚烷基聚合物残基),特别为-(CF2)d-O-(CF2O)p(CF2CF2O)q(CF2CF2CF2O)r(CF2CF2CF2CF2O)s(CF(CF3)CF2O)t-(CF2)d-。其中,p、q、r、s、t分别独立地为0~200的整数;优选p为5~100的整数、q为5~100的整数、r为0~100整数、s为0~50的整数、t为0~100的整数,并且p+q+r+s+t=3~500的整数;优选为10~105的整数。需要说明的是,在上述式中,除两末端的全氟代亚烷基单元(CF2)d以外,所述括号中所示的各全氟代氧化亚烷基重复单元也可被无规键合。d独立地为0~8的整数、优选为0~5的整数、更优选为0~2的整数,并且该重复单元既可以为直链,也可以为支链。尤其是可以由下述结构表示。

-(CF2)d′-O-(CF2CF2O)a′-(CF2)d′-

-(CF2)d′-O-(CF2CF2CF2O)r′-(CF2)d′-

-(CF2)d′-O-(CF2O)p′(CF2CF2O)q′-(CF2)d′-

-(CF2)d′-O-(CF2O)p′(CF2CF2O)q′(CF2CF2CF2O)r′-(CF2)d′-

-(CF2)d′-O-(CF2O)p′(CF2CF2O)q′(CF2CF2CF2CF2O)s′-(CF2)d′-

-(CF2)d′-O-(CF2O)p′(CF2CF2O)q′(CF2CF2CF2O)r′(CF2CF2CF2CF2O)s′-(CF2)d′-

(在式中,p’、q’、r’、s’、t’分别独立地为1~200的整数,且p’、q’、r’、s’、t’的总和为3~500。在上述式中,除两末端的全氟代亚烷基单元(CF2)d,以外,所述括号中所示的各全氟代氧化亚烷基重复单元也可被无规键合。d’独立地为0~5的整数,并且该重复单元既可以为直链,也可以为支链。)

本发明涉及的具有全氟聚醚基的聚合物,更优选为由下述通式(1)~(5)中的任一个所示的含氟水解有机硅化合物(含氟水解有机硅化合物)。它们既可以单独使用一种,也可以并用二种以上。

(A-Rf)α-ZWβ (1)

Rf-(ZWβ)2 (2)

Z’-(Rf-ZWβ)γ (3)

A-Rf-Q-(Y)δ-B (4)

Rf-(Q-(Y)δ-B)2 (5)

在式(1)~(5)中,Rf为以-(CF2)d-O-(CF2O)p(CF2CF2O)q(CF2CF2CF2O)r(CF2CF2CF2CF2O)s(CF(CF3)CF2O)t-(CF2)d-表示的二价的全氟代氧化亚烷基聚合物残基。在Rf中,p、q、r、s以及t分别独立地为0~200的整数,且p+q+r+s+t=3~500。在上述式中,除两末端的全氟代亚烷基单元(CF2)d以外,所述括号中所示的各全氟代氧化亚烷基重复单元也可被无规键合。d独立地为0~8的整数,并且该单元既可以为直链,也可以为支链。

A为氟原子、氢原子或末端为-CF3基、-CF2H基或-CH2F基团的一价氟含有基团。Z、Z’独立地为单键或既可以包括氮原子、氧原子、硅原子、磷原子或硫原子,且可以被氟取代的2~8价的有机基团、优选为包括硅亚苯基或环状硅氧烷结构,W为在末端具有水解基的一价有机基团。α、β分别独立地为1~7的整数,其中,α优选为1~3的整数、更优选为1的整数,β为1~3的整数,且α+β=2~8的整数、优选为2~4的整数。γ为2~8的整数、优选为2或3。

另外,Q为单键或二价的有机基团、优选为包括硅亚苯基或环状硅氧烷结构。δ分别独立地为1~10的整数,Y为具有水解基的二价有机基团,B为氢原子、碳原子数1~4的烷基或卤原子。

在上述式(1)~(5)中,Rf为上述的(聚)氟代氧化亚烷基结构(二价全氟代氧化亚烷基聚合物残基)的-(CF2)d-O-(CF2O)p(CF2CF2O)q(CF2CF2CF2O)r(CF2CF2CF2CF2O)s(CF(CF3)CF2O)t-(CF2)d-,且可以例示为与上述同样的结构。

在上述式(1)和式(4)中,A为氟原子、氢原子或末端为-CF3基团、-CF2H基团或-CH2F基团的一价氟含有基团。作为末端为-CF3基、-CF2H基或-CH2F基的一价氟含有基团,具体说来可例示-CF3基团、-CF2CF3基团、-CF2CF2CF3基团、-CH2CF(CF3)-OC3F7基团、-CH2OCF2CFH-OC3F7基团等。作为A,其中,优选为-CF3基团、-CF2CF3基团、-CF2CF2CF3基团以及-CH2OCF2CFH-OC3F7基团。

在上述式(1)~式(3)中,Z、Z’独立地为单键或既可以包括氮原子、氧原子、硅原子、磷原子或硫原子,也可以被氟取代的2~8价的有机基团。该有机基团可以由(L)e-M(e为1~7的整数、优选为1~3的整数)表示。

在此,L为单键或氧原子、硫原子或二价有机基团,且在上述式(1)~式(3)中,Z的L都为Rf和M(或W)的连接基团,Z’的L为M(或Rf)和Rf的连接基团。作为二价有机基团,优选为也可包括选自酰胺键、醚键、羰基键、酯键或二甲基亚甲硅烷基等的二有机亚甲硅烷基、-Si[OH][(CH2)fSi(CH3)3]-(f为2~4的整数)表示的基团中的一种或二种以上的未取代或取代的碳原子为2~12的二价有机基团,更优选为也可包括所述结构的未取代或取代的碳原子为2~12的二价烃基。

作为所述未取代或取代的碳原子数为2~12的二价烃基,可列举为例如,亚乙基、亚丙基(三亚甲基、甲基亚乙基)、亚丁基(四亚甲基、甲基亚丙基)、六亚甲基、八亚甲基等的亚烷基,亚苯基等的亚芳基,或者这些基团的二种以上的组合(亚烷基·亚芳基等)。另外,也可以为这些基团的与碳原子键合的一部分或全部的氢原子被氟、碘等的卤素原子所取代的基团。其中,优选为未取代或取代的碳原子数为2~4的亚烷基或亚苯基。

作为L的二价有机基团,可列举为例如,以下述结构所示的基团或已键合二种以上这些有机基团的基团。

-(CH2)u-O-(CH2)v-

(在式中,f为2~4的整数,b为2~6的整数、优选为2~4的整数,u、v分别为1~4的整数,g为2~4的整数,Me为甲基。)

另外,在以(L)e-M(e为1~7的整数、优选为1~3的整数)表示的有机基团中,M为单键或氮原子、硅原子、碳原子、磷原子或包括这些的基团或、2~8价(上述(e+1)价)的有机基团。具体说来,其为单键、选自以-R1 2C-表示的二价基团、以-R3 2Si-表示的二价基团、以-NR4-表示的二价基团、以-N=表示的三价基团、以-P=表示的三价基团、-PO=表示的三价基团、-R1C=表示的三价基团、-R3Si=表示的三价基团、以-C≡表示的四价基团、以-O-C≡表示的四价基团以及以-Si≡表示的四价基团的基团、或者为2~8价的硅氧烷残基。在上述式(1)~式(3)中,Z的M都为L(或Rf)和W的连接基团,Z’的M为通过L与Rf(或Rf彼此)进行连接的基团。

在上述中,R1彼此独立地为优选碳原子数1~3的烷基、羟基以及也可介有硅原子数2~51个的二有机硅氧烷结构的具有碳原子数1~3的氧化亚烷基的重复单元的基团、或以R2 3SiO-表示的甲硅烷基醚基。R2彼此独立地为氢原子、优选为碳原子数1~3的烷基和苯基等芳基或碳原子数为1~3的烷氧基。

R3彼此独立地,优选为碳原子数1~3的烷基、碳原子数2或3的烯基、碳原子数1~3的烷氧基或氯基。

R4为碳原子数1~3的烷基、苯基等碳原子数6~10的芳基。

在M为硅氧烷残基的情况下,其优选具有硅原子数2~51个、优选为硅原子数2~13个、更优选为硅原子数2~11个、进一步优选为硅原子数2~5个的直链、支链或环状的有机聚硅氧烷结构。该有机聚硅氧烷也可具有碳原子数1~8的甲基、乙基、丙基、丁基和C3F7-C3H6-等未取代或氟取代烷基或苯基。另外,其也可以包括用亚烷基键合二个硅原子的硅亚烷基结构,即包括Si-(CH2)n-Si。在所述式中,n为2~6的整数、优选为2~4的整数。

作为这样的M,可列举下述所示的基团。

(在式中,i为1~20的整数,c为1~50的整数,Me为甲基。)

在上述式(1)~式(3)中,W为在末端具有水解基团的一价有机基团、优选为以下述式表示的基团。

(在式中,R为碳原子数1~4的烷基或苯基,X为水解基团,a为2或3,m为0~10的整数。)

在上述式中,作为X的水解基团,可列举为甲氧基、乙氧基、丙氧基以及丁氧基等的碳原子数1~12、特别为碳原子数1~10的烷氧基;甲氧基甲氧基、甲氧基乙氧基等的碳原子数2~12、特别为碳原子数2~10的烷氧基烷氧基;乙酰氧基等的碳原子数1~10的酰氧基;异丙烯氧基等的碳原子数2~10的烯氧基;氯基、溴基以及碘基等的卤素基团;氨基等。其中,优选为甲氧基和乙氧基。

另外,R为碳原子数1~4的甲基、乙基等的烷基或苯基。其中,优选为甲基。

a为2或3,但从反应性和与基材的粘合性的观点考虑,a优选为3。m为0~10的整数、优选为2~8的整数、更优选为2或3的整数。

在式(1)~式(3)中,作为以-ZWβ表示的结构,可列举下述结构。

(在式中,L、R、X、f、c以及a为如上所述。m1为0~10的整数、优选为2~8的整数。m2为1~10的整数、优选为2~8的整数,Me为甲基。)

在上述式(4)和式(5)中,Q为单键或二价有机基团,且为Rf和Y的连接基团。作为该Q的二价有机基团,优选为也可包括选自由酰胺键、醚键、酯键或二甲基亚甲硅烷基等的二有机亚甲硅烷基、-Si[OH][(CH2)fSi(CH3)3]-(f为2~4的整数)表示的基团所形成的群中的一种或二种以上的未取代或取代的碳原子数2~12的二价有机基团,更优选为也可包括所述结构的未取代或取代的碳原子数2~12的二价烃基。

作为所述未取代或取代的碳原子数2~12的二价烃基,可以例示与在上述L中所例示的未取代或取代的碳原子数2~12的二价烃基相同的基团。

作为Q的二价有机基团,可列举为例如,以下述结构表示的基团。

-(CH2)u-O-(CH2)v-

(在式中,f为2~4的整数,b为2~6的整数、优选为2~4的整数,u和v分别为1~4的整数,g为2~4的整数,Me为甲基。)

在上述式(4)和式(5)中,Y彼此独立地为具有水解基团的二价有机基团、优选为以下述式表示的结构的基团。

(在式中,R、X以及a为如上所述。k为0~10的整数、优选为1~10的整数、更优选为2~8的整数。h为1~6的整数、优选为1或2,M’为未取代或取代的3~8价、优选为三价或四价的烃基,并且该烃基中的部分或全部的碳原子可以被硅原子取代。另外,与该碳原子键合的一部分或全部的氢原子也可以被氟原子等卤素原子取代。)

作为M’,优选为以下述结构表示的基团。

(在上述中,M1为单键、碳原子数1~6的未取代或取代的二价烃基或二甲基亚甲硅烷基等的二有机亚甲硅烷基。M2为以-R1C=表示的三价基团或以-R3Si=表示的三价基团。在M2中,R1、R3与上述相同。R5为氢原子或碳原子数1~6的甲基、乙基以及丙基等烷基等的一价烃基。)

作为M1,可以例示单键、亚苯基、二甲基亚甲硅烷基、四氟亚乙基等。另外,作为M2,可以例举下述所示基团。

(在式中,Me为甲基。)

作为这样的Y,可以例举例如下述的基团。

(在式中,X与上述相同,k1为0~10的整数、优选为1~8的整数,k2为2~10的整数、优选为2~8的整数,Me为甲基。)

在上述式(4)和式(5)中,δ分别独立地为1~10的整数、优选为1~4的整数。

另外,B相互独立地为氢原子,碳原子数1~4的甲基、乙基、丙基以及丁基等烷基,或氟原子、氯原子、溴原子以及碘原子等卤原子。

作为以上述式(1)~式(5)表示的具有全氟聚醚基的聚合物(含氟水解有机硅化合物),可列举例如,下述化合物。

(在式中,Me为甲基,p1、q1、r1、s1以及t1分别独立地为1~200的整数,且p1、q1、r1、s1以及t1的合计为3~500。括号中所示的各重复单元也可被无规键合。)

需要说明的是,本发明涉及的以通式(1)~通式(5)表示的具有全氟聚醚基的聚合物(含氟水解有机硅化合物),其既可以包括水解一部分或全部上述水解基(X)的化合物(X为OH基的化合物),也可以包括缩合一部分或全部的所述OH基的化合物。

上述含氟水解有机硅化合物,其优选为预先通过溶剂进行稀释。作为这样的溶剂没有特别地限定,只要其能够均匀地溶解上述含氟水解有机硅化合物即可。例如,可列举为氟改性脂肪族烃类溶剂(全氟庚烷、全氟辛烷等)、氟改性芳香族烃类溶剂(1,3-三氟甲基苯等)、氟改性醚类溶剂(甲基全氟丁基醚、乙基全氟丁基醚、全氟(2-丁基四氢呋喃)等)、氟改性烷基胺类溶剂(全氟三丁基胺、全氟三戊基胺等)、烃类溶剂(石油醚、甲苯、二甲苯等)、酮类溶剂(丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮等)。在这些溶剂当中,从溶解性和稳定性等的观点考虑,优选为氟改性溶剂、特别优选为氟改性醚类溶剂和氟改性芳香族烃类溶剂。

上述溶剂既可以单独使用一种,也可以将二种以上混合后进行使用。其溶剂希望以在拒水拒油剂(包括含氟水解有机硅化合物和溶剂的溶液)中含氟水解有机硅化合物成为0.01~50质量%、优选为0.03~10质量%、更优选0.05~1质量%的方式而含有。

使用湿式涂布法(浸渍法、毛刷涂、旋涂、喷涂、凹版涂、模涂、棒涂、狭缝涂布)、蒸镀法等公知的方法,可以对基材施与含有上述含氟水解有机硅化合物的拒水拒油剂。

需要说明的是,在涂布含有含氟水解有机硅化合物的拒水拒油剂之前,也可以对基材上的底漆层的表面实施等离子处理、UV处理、臭氧处理等的清洗、或实施使其表面活性化的处理。

由在本发明的评价方法中的被膜所形成的拒水拒油构件的氟层(拒水拒油层)的膜厚度,优选为0.5~30nm、特别优选为1~20nm。

根据需要,也可以在本发明的被膜中添加水解缩合催化剂,例如,添加有机锡化合物(二甲氧基二丁基锡、二月桂酸二丁基锡等)、有机钛化合物(钛酸四正丁酯等)、有机酸(乙酸、甲磺酸、氟改性羧酸等)、无机酸(盐酸、硫酸等)。在这些当中,特别优选为乙酸、钛酸四正丁酯、二月桂酸二丁基锡、氟改性羧酸等。

水解缩合催化剂的添加量为催化剂量,相对于具有氟聚醚基的聚合物和/或其部分(水解)聚合物100质量份,通常为0.01~5质量份、特别优选为0.1~1质量份

被用本发明的被膜进行处理的基材并无特别地限制,可以为纸、布、金属及其氧化物、玻璃、塑料、陶瓷、石英等各种材质的基材。本发明的被膜能够对所述基材赋予拒水拒油性。本发明的被膜可特别适合作为被SiO2处理过的玻璃或膜的表面处理材料使用。

作为用本发明的被膜所处理的物品,可列举为汽车导航系统、手机、智能手机、数码相机、数码摄像机、PDA、便携式音频播放器、汽车音响、游戏机、眼镜片、相机镜头、镜头滤光器、墨镜、胃窥镜等的医疗用器械、复印机、PC、液晶显示器、有机EL显示器、等离子体显示器、触摸面板显示器、保护膜、防反射膜等的光学物品。本发明的被膜,由于能够防止指纹和皮脂附着在所述物品上,且可以进一步赋予耐刮擦性,因此,特别是作为触摸面板显示器、防反射膜等的拒水拒油层为有用。

本发明的被膜,即使作为如浴缸、洗漱台那样的卫生用品的防污涂层;汽车、电车、飞机等的玻璃窗或钢化玻璃、前灯罩等的防污涂层;外壁用建筑材料的拒水拒油涂层;厨房用建筑材料的防油污用涂层;电话亭的防污和防张贴/防涂鸦的涂层;美术品等的防指纹附着的涂层;光盘、DVD等的防指纹附着的涂层;用于模具的脱模剂或涂料添加剂;树脂改性剂、无机质填料的流动性改性剂或分散性改性剂;胶带、薄膜等的润滑性改进剂也为有用。

被膜的制造方法

在本发明的耐候性评价方法中的评价对象的被膜,只要为通过X射线反射率法得到的膜密度为1.40g/cm3以上且2.50g/cm3以下即可。对用于制造该被膜的具有全氟聚醚基的聚合物的基材表面的施用方法(涂布法)、固化方法没有特别地限定,可以使用以往的方法。但也可通过根据施用的具有全氟聚醚基的聚合物的种类(分子结构),以通过X射线反射率法测得的膜密度为1.40g/cm3以上且2.50g/cm3以下的方式的施用方法(涂布方法),将具有全氟聚醚基团的聚合物施用在基材表面,且通过由X射线反射率法测得的膜密度为1.40g/cm3以上且2.50g/cm3以下的方式的固化方法(在温度、湿度、时间等的条件下),进行固化、制膜,而形成被覆层,从而能够制造施用于本发明的评价方法的被膜。需要说明的是,通过X射线反射率法的被膜的膜密度的测定方法为如上所述。

[实施例]

被膜的形成和固化

[涂布方法]

(A)真空蒸镀

首先,在以下条件下,对钢化玻璃(Corning Incorporated制造Gorilla3)的表面进行等离子体处理清洗。

接下来,以浓度为20质量%的方式,在将于实施例1~6、9~11、13、14,比较例1~3、5中所得到的具有全氟聚醚基的聚合物分别溶解在Novec7200(3M公司制造、乙基全氟丁基醚)中,从而制备了各表面处理剂后,再以膜厚度为约10nm的方式将上述得到的各表面处理剂4μL分别涂布在各钢化玻璃上,从而得到了各被膜(处理条件为,压力:2.0×10-2Pa、加热温度:700℃;真空蒸镀装置:型号:VTR-350M/ERH,由アルバック机工制造)。

[等离子处理的条件]

·装置:等离子干燥清洗装置PDC210

·气体:氧气80cc、氩气10cc

·输出:250W

·时间:30秒

(B)喷涂

首先,在与上述相同的条件下,对钢化玻璃(Corning Incorporated制造Gorilla3)的表面进行等离子体处理清洗。

接下来,以浓度为0.1质量%的方式,将在实施例7、8、12、15,比较例4、6中得到的具有全氟聚醚基的聚合物分别溶解在Novec7200(3M公司制造、乙基全氟丁基醚)中,从而制备了各表面处理剂,并使用喷雾涂布装置(股份有限公司T&K制造NST-51),以膜厚约为10nm的方式将上述得到的各表面处理剂分别涂布在各钢化玻璃上,从而得到了各被膜。

(C)浸渍

首先,在与上述相同的条件下对钢化玻璃(Corning Incorporated制造Gorilla3)的表面进行等离子体处理清洗。

接下来,以浓度为0.1质量%的方式,将在比较例7中得到的化合物溶解在Novec7200(3M公司制造、乙基全氟丁基醚)中,从而制备了表面处理剂。在将钢化玻璃于该表面处理剂中浸渍30秒后,以150mm/分钟的速度将钢化玻璃从表面处理剂中提拉上来,从而得到了被膜。

[固化方法]

在下述所示的被膜的固化方法中选择任一种固化方法,对被膜进行固化。

(a)温度:40℃ 湿度:80% 固化时间:12小时

(b)温度:150℃ 固化时间:5小时

(c)温度:200℃ 固化时间:1小时

(d)温度:25℃ 湿度:50% 固化时间:12小时

(e)温度:120℃ 固化时间:30分钟

(f)温度:200℃ 固化时间:30分钟

(g)温度:25℃ 固化时间:1小时

实施例1

使用涂布方法(A),将于下述所示的化合物(I)涂布在强化玻璃上,并选择固化方法(a)使其固化,从而得到了被膜。

实施例2

除了将固化方法变更为固化方法(d)以外,以与实施例1同样的方法进行,从而得到了被膜。

实施例3

除了将化合物变更为于下述所示的化合物(II)以外,以与实施例2同样的方法进行,从而得到了被膜。

实施例4

除了将固化方法变更为固化方法(a)以外,以与实施例3同样的方法进行,从而得到了被膜。

实施例5

除了将化合物变更为于下述所示的化合物(III)以外,以与实施例1同样的方法进行,从而得到了被膜。

实施例6

除了将化合物变更为于下述所示的化合物(IV)以外,以与实施例1同样的方法进行,从而得到了被膜。

实施例7

使用涂布方法(B),将化合物(IV)涂布在钢化玻璃上,且使用固化方法(b),对所得到的被膜进行固化。

实施例8

除了将固化方法变更为固化方法(e)以外,以与实施例7同样的方法进行,从而得到了被膜。

实施例9

除了将化合物变更为于下述所示的化合物(V)以外,以与实施例1同样的方法进行,从而得到了被膜。

实施例10

除了将固化方法变更为固化方法(d)以外,以与实施例9同样的方法进行,从而得到了被膜。

实施例11

除了将化合物变更为依照国际公开第2017/038832号所记载的方法所合成的于下述所示的化合物(VI)以外,以与实施例1同样的方法进行,从而得到了被膜。

CF3-O-(CF2CF2O-CF2CF2CF2CF2O)X(CF2CF2O)-CF2CF2CF2-CONHCH2CH2CH2-Si(OCH3)3

(x=13)

(VI)

实施例12

除了将涂布方法变更为涂布方法(B)、并将固化方法变更为固化方法(c)以外,以与实施例11同样的方法进行,从而得到了被膜。

实施例13

除了将化合物变更为于日本特开第2019-131807号公报所记载的化合物(VII)以外,以与实施例1同样的方法进行,从而得到了被膜。

CF3CF2CF2-O-(CF2CF2CF2O)X-CF2CF2-CONHCH2C[CH2CH2CH2Si(OCH3)3]3

(x=30)

(VII)

实施例14

除了将固化方法变更为固化方法(c)以外,以与实施例13同样的方法进行,从而得到了被膜。

实施例15

除了将涂布方法变更为涂布方法(B)以外,以与实施例14同样的方法进行,从而得到了被膜。

比较例1

除了将固化方法变更为固化方法(d)以外,以与实施例6同样的方法进行,从而得到了被膜。

比较例2

除了将固化方法变更为固化方法(d)以外,以与实施例5同样的方法进行,从而得到了被膜。

比较例3

除了将固化方法变更为固化方法(d)以外,以与实施例11同样的方法进行,从而得到了被膜。

比较例4

除了将固化方法变更为固化方法(e)以外,以与实施例12同样的方法进行,从而得到了被膜。

比较例5

除了将固化方法变更为固化方法(d)以外,以与实施例13同样的方法进行,从而得到了被膜。

比较例6

除了将固化方法变更为固化方法(f)以外,以与实施例15同样的方法进行,从而得到了被膜。

比较例7

使用涂布方法(C),将于下述所示的化合物(VIII)涂布在强化玻璃上,且使用固化方法(g)使其固化,从而得到了被膜。

C6F12SiNH1.5

(VIII)

固化被膜的评价

[膜密度的测定]

在于下述所示的条件下测定X射线的反射率,且通过由上述测定的X射线的反射率而求得的全反射临界角度,分别算出了在实施例和比较例中所制备的各固化被膜的膜密度(g/cm3)。将各结果示于表1。

·测定装置:X射线衍射仪ATX-G(Rigaku股份有限公司制造)

·X射线发生装置:旋转对阴极型Cu

·输出:50kV·300mA

·测定范围:0.3-4.0°

·步幅:0.001°

·扫描速度:0.2°/分钟

[拒水性的评价]

使用接触角仪DropMaster(日本协和界面科学公司制造),分别测定了在实施例和比较例中所制备的各固化被膜的与水的接触角(拒水性)。将各结果示于表1。

[耐候性的评价(UV试验)]

在以下所示的条件下,对在实施例和比较例中制备的各固化被膜照射UV光。然后,以与上述相同的方法分别测定了各固化被膜的与水的接触角(拒水性)。将各结果示于表1。

·装置:WEATHER-OMETER Ci4400(ATLAS公司制造)

·光源:金属卤化物灯

·放射照度:770W/m2

·波长范围:300-400nm

·黑板温度:63℃

·照射时间:180小时

【表1】

由表1可知,在实施例1~15中的通过X射线反射率法所测得的膜密度为1.40g/cm3以上且2.50g/cm3以下的被膜,显示出了良好的耐候性。以及,所述被膜与基材的粘接性也为良好。

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