用于气相沉积的氟基表面处理剂和使用该表面处理剂通过气相沉积进行修饰得到的制品制造技术

本发明专利技术公开了一种用于气相沉积的氟基表面处理剂，其包含(A)使用含氟氧化烯基团聚合物改性的含可水解基团的硅烷，和/或部分水解缩合物，和(B)重均分子量大于组分(A)的含氟氧化烯基团的聚合物，其中组分(A)和(B)以6∶4到9∶1的重量比混合。

【技术实现步骤摘要】
用于气相沉积的氟基表面处理剂和使用该表面处理剂通过气相沉积进行修饰得到的制品
本专利技术涉及一种表面处理剂，其包含使用含氟氧化烯基团的聚合物改性的硅烷。更特别的，本专利技术涉及一种可以形成优异疏水和疏油性并具有低动摩擦系数涂膜的表面处理剂，还涉及一种使用该表面处理剂修饰的制品。本专利技术的表面处理剂由特定比例的使用含氟氧化烯基团聚合物改性的硅烷和/或其部分水解缩合物，和具有更高重均分子量的含氟氧化烯基团的聚合物组成。
技术介绍
近来，已经出现移动手机的显示器被触摸屏代替的加速趋势。不利的是，因为触摸屏型显示器通常是裸露的并且要经受使用者手指和表皮的直接接触，所以具有容易被油脂等污染的缺点。因此，存在的日益增长的技术需求是保护显示器免于指纹污染和使得显示器易清洁，从而改善外观和可视性。通过任何常规的能够形成具有良好疏水和疏油的易清洁膜的常规的疏水和疏油产品可以满足该需求。然而，这种常规产品的缺点是从一批膜到另一批膜耐久性变化很大。此外，由于其中颗粒的团聚，难以形成光滑的膜。这就刺激了新型表面处理剂和始终如一地形成高性能涂膜的方法的开发。同时，由于任何含氟氧化烯基团的化合物具有极低的表面自由能，因此通常显示出疏水和疏油性、耐化学性、润滑性、可剥离性和耐沾污性。由于这些性能，发现一系列工业用途如用于纸张和纤维的疏水和疏油性耐污剂、用于磁记录介质的增滑剂、用于精密机器的油保护剂、脱膜剂、化妆品、和保护膜。另一方面，上述性质意味着不粘附基材，因此可以将前述化合物施加到基材表面，但得到的涂膜不能牢固粘附在基材表面。通过该方式，在将有机化合物粘附到基材如玻璃和布匹上的已知试剂中有硅烷偶联剂，其通常适用于在不同基材的表面上的涂层。任何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基团(通常是烷氧基甲硅烷基基团)。烷氧基甲硅烷基基团经过由空气中的水引起的自缩聚反应，从而形成涂膜。该涂膜是耐久和强的，这是由于烷氧基甲硅烷基基团对玻璃或者金属表面的化学和物理粘接。专利文献1(JP-A2003-238577)中公开了如上所述的具有烷氧基甲硅烷基的偶联剂的一个实例。它是使用由下式表示的含线性全氟氧化烯基团聚合物改性的硅烷。将该硅烷用于玻璃和抗反射膜的表面处理。经处理的玻璃或膜具有优异的防滑性、可剥离性和耐磨性，但缺乏稳定的高使用性能。缺乏耐久性是由于分子末端存在非氟基团，在涂敷工艺中或者涂敷工艺后非氟基团容易团聚。其中Rf是二价线性全氟氧化烯基团；R是具有1-4个碳原子的烷基或者苯基；X是可水解基团；n是0-2的整数；m是1-5的整数；和a是2或3。
技术实现思路
技术问题本专利技术是在考虑前述内容的基础上得以完成。本专利技术的目的是提供一种用于气相沉积的氟基表面处理剂，其可以始终如一地形成高性能的疏水和疏油性薄膜，以及提供一种使用该表面处理剂经气相沉积修饰的制品。解决方案常规的使用具有可水解基团的氟基表面处理剂的技术包含在涂敷前在基材上形成作为底涂剂的SiO2层的预备步骤。此种情况下，用于涂敷的方法是不同于浸渍法的真空气相沉积法，如所已知的是由于后者比前者更加适合于耐久涂层。如上所述，本专利技术人已经提出过使用含线性全氟氧化烯基团的聚合物、两端具有可水解基团的聚合物改性的硅烷(参见专利文献1：JP-A2003-238577)。聚合物改性的硅烷作为表面处理剂由于分子易于团聚，因此需要适当地控制加工条件以便形成高性能涂膜。主链中具有氟氧化烯结构和分子链两端含可水解基团的聚合物易于由烷氧基甲硅烷基基团之间彼此的反应引起团聚。由在原子力显微镜下观察沉积膜证明这种团聚引起表面不均匀度大于单个分子层的厚度(至少10nm)。这也适用于仅在一个端基上具有官能团的表面处理剂的情形。为了处理前述问题，本专利技术人进行了深入研究，发现包含以下聚合物的氟基表面处理剂在加入非官能化聚合物时将不出现团聚，其中该聚合物在其端基具有可水解基团以及还在其主链上具有氟氧化烯结构。这个发现是本专利技术的基础。因此，本专利技术提供一种如下定义的用于气相沉积的氟基表面处理剂和使用该表面处理剂修饰的制品。更具体地，本专利技术提供一种用于气相沉积的氟基表面处理剂，其包含(A)使用含氟氧化烯基团的聚合物改性的含可水解基团的硅烷，和/或其部分水解缩合物，和(B)具有比组分(A)更高重均分子量的含氟氧化烯基团的聚合物，其中组分(A)和(B)以6∶4到9∶1的重量比混合。优选，组分(A)和组分(B)之间的重均分子量的比为1∶1.5到1∶5。还优选的是，改性组分(A)硅烷的含氟氧化烯基团的聚合物残基具有3-151个通式(1)表示的重复单元：-CgF2gO-(1)其中g是1-6的整数，其对于每个重复单元是独立的，和组分(B)含氟氧化烯基团的聚合物具有5-755个式(1)的重复单元。优选，组分(A)的硅烷为由通式(2)表示：其中Rf是单价的氟氧烷基基团或者二价氟氧化烯基团，Q是将Rf基团和X基团连接在一起的二价有机基团，X是具有连接可水解基团的硅烷和多个可水解基团的一价有机基团，和a是1或2。在这种情况下，式(2)中，当a是1时，Rf优选是选自下式(3)、(4)和(5)中的一种：其中Y独立为F或者CF3基团，m是3-150的整数，和d’是1-3的整数，C3F7O(CF2CF2CF2O)mCd′F2d′-(4)其中m是3-150的整数，和d’是1-3的整数，和其中Y独立是F或者CF3基团，z是H或F，每个p和q是0-150的整数，p+q是3-150，d是1-3的整数，和重复单元可以随机连接在一起。或者当a是2时，Rf优选是选自以下通式(6)、(7)和(8)中的一种：其中Y独立是F或者CF3基团，d’独立是1-3的整数，e是2-6的整数，每个r和t均是0-150的整数，s是0-6的整数，并且r+t+s是3-150，和重复单元可以随机结合在一起，-CdF2dO(CF2CF2CF2O)m′CdF2d-(7)其中m’是3-150的整数，和d是1-3的整数，和其中Y独立是F或者CF3基团，d独立为1-3的整数，每个p’和q’均是0-150的整数，p’+q’是3-150，和重复单元可以随机连接在一起。在式(2)中，Q优选为未取代或者取代的具有2-12个碳原子的二价烃基，其可以包含至少一种选自酰胺键、醚键、酯键、乙烯键和二有机亚甲硅基团的结构。更优选的是，Q是选自具有下式的二价基团中的一种：-CH2OCH2CH2--CH2OCH2CH2CH2--CF2OCH2CH2CH2-其中，b是2-4的整数和M是甲基。在式(2)中，X优选为可水解的甲硅烷基基团，或线性、支化或者环状硅氧烷基团或者甲硅烷基基团，其具有可水解甲硅烷基基团或可水解甲硅烷基亚烷基基团。更优选的，X是具有由任意一种下式表示的与烷氧基基团-结合的甲硅烷基的基团：-Si(OR)3其中c是2-6的整数，和OR是具有1-10个碳原子的烷氧基、具有2-10个碳原子的烷氧烷氧基、具有2-10个碳原子的烯氧基，或具有1-10个碳原子的酰氧基。优选，组分(B)的含氟氧化烯基团的聚合物是选自下式(9)-(12)的聚合物中的一种：其中x、y和z是满足含氟氧化烯基团聚合物重均分子量为1500-20000的数值。所述表面处理剂还可以包含氟改性醚溶剂或者氟改性芳族烃溶剂。本专利技术还提供一种使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于气相沉积的氟基表面处理剂，其包含(A)使用含氟氧化烯基团聚合物改性的含可水解基团的硅烷，和/或部分水解缩合物，和(B)重均分子量大于组分(A)的含氟氧化烯基团的聚合物，其中组分(A)和(B)以6∶4到9∶1的重量比混合。

【技术特征摘要】
2011.11.30 JP 2011-2615901.一种用于气相沉积的氟基表面处理剂，其包含(A)使用含氟氧化烯基团聚合物改性的含可水解基团的硅烷，和/或该含可水解基团的硅烷的部分水解缩合物，和(B)重均分子量大于组分(A)的含氟氧化烯基团的聚合物，其中组分(A)和(B)以6：4到9：1的重量比混合，组分(A)的重均分子量与组分(B)的重均分子量之间的比为1:1.5-1:5，其中组分(A)的硅烷是由通式(2)表示的硅烷：a是1或2，当a是1时，Rf是选自下列通式(3)、(4)和(5)中的一种：其中Y独立为F或者CF3基团，m是3-150的整数，和d’是1-3的整数，C3F7O(CF2CF2CF2O)mCd′F2d′-(4)其中m是3-150的整数和d’是1-3的整数，和其中Y独立为F或者CF3基团，Z是H或F，p和q各自为0-150的整数，p+q是3-150，d是1-3的整数，和该重复单元可以随机连接在一起，或当a是2时，Rf是选自以下通式(6)、(7)和(8)中的一种：其中Y独立为F或者CF3基团，d’独立为1-3的整数，e是2-6的整数，r和t各自为0-150的整数，s是0-6的整数，并且r+t+s是3-150，和该重复单元可以随机结合在一起，-CdF2dO(CF2CF2CF2O)m′CdF2d-(7)其中m’是3-150的整数和d是1-3的整数，和Y独立为F或者CF3基团，d独立为1-3的整数，p’和q’各自为0-150的整数，p’+q’是3-150，和该重复单元可以随机连接在一起，Q为未取代或者取代的具有2-12个碳原子的二价烃基，其包含至少一种选自酰胺键、醚键、酯键、乙烯基键和二有机亚甲硅基团的结构，和X是具有与可水解基团结合的硅烷和多个可水解基团的单价有机基团，和其中组分(B)的含氟氧化烯基团的聚合物具有相互结合选自下式的重复单元：-CF2O-、-CF2CF2O-、-CF2CF2CF2O-、-CF...

【专利技术属性】
技术研发人员：山根祐治，小池则之，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：