[發明專利]用于氣相沉積的氟基表面處理劑和使用該表面處理劑通過氣相沉積進行修飾得到的制品

有效

• 申請號: 201210599226.9
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN103146305A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 山根祐治;小池則之
• 申請（專利權）人: 信越化學工業株式會社
• 主分類號: C09D183/12
• 分類號: C09D183/12;C09D171/00;C23C16/00;G02B1/11;G06F3/041;C03C17/30
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 任宗華

技術領域

本發明涉及一種表面處理劑，其包含使用含氟氧化烯基團的聚合物改性的硅烷。更特別的，本發明涉及一種可以形成優異疏水和疏油性并具有低動摩擦系數涂膜的表面處理劑，還涉及一種使用該表面處理劑修飾的制品。本發明的表面處理劑由特定比例的使用含氟氧化烯基團聚合物改性的硅烷和/或其部分水解縮合物，和具有更高重均分子量的含氟氧化烯基團的聚合物組成。

背景技術

近來，已經出現移動手機的顯示器被觸摸屏代替的加速趨勢。不利的是，因為觸摸屏型顯示器通常是裸露的并且要經受使用者手指和表皮的直接接觸，所以具有容易被油脂等污染的缺點。因此，存在的日益增長的技術需求是保護顯示器免于指紋污染和使得顯示器易清潔，從而改善外觀和可視性。通過任何常規的能夠形成具有良好疏水和疏油的易清潔膜的常規的疏水和疏油產品可以滿足該需求。然而，這種常規產品的缺點是從一批膜到另一批膜耐久性變化很大。此外，由于其中顆粒的團聚，難以形成光滑的膜。這就刺激了新型表面處理劑和始終如一地形成高性能涂膜的方法的開發。

同時，由于任何含氟氧化烯基團的化合物具有極低的表面自由能，因此通常顯示出疏水和疏油性、耐化學性、潤滑性、可剝離性和耐沾污性。由于這些性能，發現一系列工業用途如用于紙張和纖維的疏水和疏油性耐污劑、用于磁記錄介質的增滑劑、用于精密機器的油保護劑、脫膜劑、化妝品、和保護膜。另一方面，上述性質意味著不粘附基材，因此可以將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。

通過該方式，在將有機化合物粘附到基材如玻璃和布匹上的已知試劑中有硅烷偶聯劑，其通常適用于在不同基材的表面上的涂層。任何硅烷偶聯劑在一分子中具有有機官能團和反應性甲硅烷基基團(通常是烷氧基甲硅烷基基團)。烷氧基甲硅烷基基團經過由空氣中的水引起的自縮聚反應，從而形成涂膜。該涂膜是耐久和強的，這是由于烷氧基甲硅烷基基團對玻璃或者金屬表面的化學和物理粘接。

專利文獻1(JP-A?2003-238577)中公開了如上所述的具有烷氧基甲硅烷基的偶聯劑的一個實例。它是使用由下式表示的含線性全氟氧化烯基團聚合物改性的硅烷。將該硅烷用于玻璃和抗反射膜的表面處理。經處理的玻璃或膜具有優異的防滑性、可剝離性和耐磨性，但缺乏穩定的高使用性能。缺乏耐久性是由于分子末端存在非氟基團，在涂敷工藝中或者涂敷工藝后非氟基團容易團聚。

其中Rf是二價線性全氟氧化烯基團；R是具有1-4個碳原子的烷基或者苯基；X是可水解基團；n是0-2的整數；m是1-5的整數；和a是2或3。

發明內容

技術問題

本發明是在考慮前述內容的基礎上得以完成。本發明的目的是提供一種用于氣相沉積的氟基表面處理劑，其可以始終如一地形成高性能的疏水和疏油性薄膜，以及提供一種使用該表面處理劑經氣相沉積修飾的制品。

解決方案

常規的使用具有可水解基團的氟基表面處理劑的技術包含在涂敷前在基材上形成作為底涂劑的SiO₂層的預備步驟。此種情況下，用于涂敷的方法是不同于浸漬法的真空氣相沉積法，如所已知的是由于后者比前者更加適合于耐久涂層。

如上所述，本發明人已經提出過使用含線性全氟氧化烯基團的聚合物、兩端具有可水解基團的聚合物改性的硅烷(參見專利文獻1：JP-A?2003-238577)。聚合物改性的硅烷作為表面處理劑由于分子易于團聚，因此需要適當地控制加工條件以便形成高性能涂膜。

主鏈中具有氟氧化烯結構和分子鏈兩端含可水解基團的聚合物易于由烷氧基甲硅烷基基團之間彼此的反應引起團聚。由在原子力顯微鏡下觀察沉積膜證明這種團聚引起表面不均勻度大于單個分子層的厚度(至少10nm)。這也適用于僅在一個端基上具有官能團的表面處理劑的情形。

為了處理前述問題，本發明人進行了深入研究，發現包含以下聚合物的氟基表面處理劑在加入非官能化聚合物時將不出現團聚，其中該聚合物在其端基具有可水解基團以及還在其主鏈上具有氟氧化烯結構。這個發現是本發明的基礎。

因此，本發明提供一種如下定義的用于氣相沉積的氟基表面處理劑和使用該表面處理劑修飾的制品。

更具體地，本發明提供一種用于氣相沉積的氟基表面處理劑，其包含(A)使用含氟氧化烯基團的聚合物改性的含可水解基團的硅烷，和/或其部分水解縮合物，和(B)具有比組分(A)更高重均分子量的含氟氧化烯基團的聚合物，其中組分(A)和(B)以6∶4到9∶1的重量比混合。