Search

JP-2026077892-A - 含フッ素エーテル化合物、組成物および物品

JP2026077892AJP 2026077892 AJP2026077892 AJP 2026077892AJP-2026077892-A

Abstract

【課題】耐光性に優れた表面層を形成できる含フッ素エーテル化合物、組成物および物品の提供。 【解決手段】本発明の含フッ素エーテル化合物は、ポリ（オキシフルオロアルキレン）鎖と、反応性シリル基と、－ＮＲ－Ｃ（Ｏ）－で表される基（Ａ）（式中、Ｒは、水素原子またはアルキル基である。）と、を有し、基（Ａ）中の－Ｃ（Ｏ）－の炭素原子が、炭素原子と結合しており、基（Ａ）中の窒素原子側にポリ（オキシフルオロアルキレン）鎖が位置する。 【選択図】なし

Inventors

  • 松浦 啓吾
  • 安樂 英一郎
  • 高下 隆太
  • 渡邉 弘毅
  • 宇野 誠人
  • 村田 浩一
  • 川上 貴史

Assignees

  • ＡＧＣ株式会社

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20260304
Priority Date
20181128

Claims (12)

  1. ポリ（オキシフルオロアルキレン）鎖と、反応性シリル基と、－ＮＲ－Ｃ（Ｏ）－で表される基（Ａ）（式中、Ｒは、水素原子、アルキル基、または、反応性シリル基を有するアルキル基、である。）と、を有し、 前記基（Ａ）中の－Ｃ（Ｏ）－の炭素原子が、炭素原子と結合しており、 前記基（Ａ）中の窒素原子側に前記ポリ（オキシフルオロアルキレン）鎖が位置することを特徴とする、含フッ素エーテル化合物。
  2. さらに、－Ｒ １ －で表される基（Ｂ）（式中、Ｒ １ は、炭素数１～１０のアルキレン基であり、該アルキレン基はフッ素原子を有しない。）を有し、 前記基（Ｂ）が前記基（Ａ）の窒素原子と結合している、請求項１に記載の含フッ素エーテル化合物。
  3. 式（１）で表される化合物である、請求項１または２に記載の含フッ素エーテル化合物。 Ｚ［－Ｒ ｆ －Ｒ １ －ＮＲ－Ｃ（Ｏ）－Ｙ－｛Ｓｉ（Ｒ ２ ） ｎ Ｌ ３－ｎ ｝ ｇ ］ ｊ ・・・（１） ただし、式（１）中、 Ｒ ｆ は、フルオロアルキレン基である。ただし、Ｒ ｆ 中、Ｒ １ と結合する炭素原子には、少なくとも１つのフッ素原子が結合している。 Ｒ １ は、炭素数１～１０のアルキレン基である。 Ｒは、水素原子、アルキル基、または、反応性シリル基を有するアルキル基、である。 Ｙは、（ｇ＋１）価の有機基であり、式（１）中の－Ｃ（Ｏ）－の炭素原子と結合する炭素原子を有する。 Ｒ ２ は、１価の炭化水素基である。 Ｌは、加水分解性基または水酸基である。 ｎは、０～２の整数である。 ｇは、１以上の整数である。 ｊは、１または２である。 ｊが１である場合、Ｚは、Ｒ ｆ１ －（ＯＸ） ｍ －Ｏ－で表される１価の基であり、ｊが２である場合、Ｚは、－（ＯＸ） ｍ －Ｏ－で表される２価の基である。Ｒ ｆ１ は、ペルフルオロアルキル基である。Ｘは、フルオロアルキレン基である。ｍは、２以上の整数である。
  4. 前記式（１）中のＹにおける有機基が、ヘテロ原子を有していてもよい炭化水素基である、請求項３に記載の含フッ素エーテル化合物。
  5. 前記Ｙが、式（１）中の｛Ｓｉ（Ｒ ２ ） ｎ Ｌ ３－ｎ ｝ ｇ のケイ素原子と結合する炭素原子を有する、請求項３または４に記載の含フッ素エーテル化合物。
  6. 式（１）で表される化合物が、ＺがＲ ｆ１ －（ＯＸ） ｍ －Ｏ－で表される１価の基であり、Ｘが炭素数１～６のフルオロアルキレン基であり、（ＯＸ） ｍ が２種以上の（ＯＸ）を含む化合物である、請求項３～５のいずれか１項に記載の含フッ素エーテル化合物。
  7. 式（１）で表される化合物が、Ｚが－（ＯＸ） ｍ －Ｏ－で表される２価の基であり、Ｘが炭素数１～６のフルオロアルキレン基であり、（ＯＸ） ｍ が２種以上の（ＯＸ）を含む化合物である、請求項３～５のいずれか１項に記載の含フッ素エーテル化合物。
  8. 請求項１～７のいずれか１項に記載の含フッ素エーテル化合物を２以上含む、または、請求項１～７のいずれか１項に記載の含フッ素エーテル化合物の１種以上と請求項１～７のいずれか１項に記載の含フッ素エーテル化合物以外の含フッ素エーテル化合物とを含む、ことを特徴とする、組成物。
  9. 前記基（Ａ）を１つ有する前記含フッ素エーテル化合物と、前記基（Ａ）を２つ有する前記含フッ素エーテル化合物と、を含む、請求項８に記載の組成物。
  10. 前記基（Ａ）を１つ有する前記含フッ素エーテル化合物が、前記式（１）中のｊが１である含フッ素エーテル化合物であり、 前記基（Ａ）を２つ有する前記含フッ素エーテル化合物が、前記式（１）中のｊが２である含フッ素エーテル化合物である、請求項９に記載の組成物。
  11. 請求項１～７のいずれか一項に記載の含フッ素エーテル化合物または請求項８～１０のいずれか一項に記載の組成物と、 液状媒体とを含むことを特徴とするコーティング用組成物。
  12. 基材と、前記基材上に、請求項１～７のいずれか１項に記載の含フッ素エーテル化合物または請求項８～１０のいずれか１項に記載の組成物から形成されてなる表面層と、を有することを特徴とする物品。

Description

本発明は、含フッ素エーテル化合物、組成物および物品に関する。 含フッ素化合物は、高い潤滑性、撥水撥油性等を示すため、表面処理剤に好適に用いられる。表面処理剤によって基材の表面に撥水撥油性を付与すると、基材の表面の汚れを拭き取りやすくなり、汚れの除去性が向上する。上記含フッ素化合物の中でも、フルオロアルキレン鎖の途中にエーテル結合（－Ｏ－）が存在するポリ（オキシフルオロアルキレン）鎖を有する含フッ素エーテル化合物は、柔軟性に優れる化合物であり、特に油脂等の汚れの除去性に優れる。 上記含フッ素エーテル化合物としては、ポリ（オキシペルフルオロアルキレン）鎖を有し、末端に加水分解性シリル基を有する化合物が広く用いられている（特許文献１）。 国際公開第２０１７／０３８８３０号 本明細書において、単量体が重合して直接形成された上記単量体１分子に基づく原子団、および、上記原子団の一部を化学変換して得られる原子団を「単位」と記す。また、ポリ（オキシフルオロアルキレン）鎖を構成するオキシフルオロアルキレン基も「単位」と記す。なお、単量体１分子に由来するジ（オキシフルオロアルキレン）基等のポリ（オキシフルオロアルキレン）基もまた「単位」と記す場合がある。式（１）で表される化合物を化合物（１）と記す。他の式で表される化合物も同様に記す。式（Ａ）で表される基を基（Ａ）と記す。他の式で表される基も同様に記す。 本明細書において、「アルキレン基がＡ基を有していてもよい」という場合、アルキレン基は、アルキレン基中の炭素－炭素原子間にＡ基を有していてもよいし、アルキレン基－Ａ基－のように末端にＡ基を有していてもよい。 「２価のオルガノポリシロキサン残基」とは、下式で表される基である。下式におけるＲｘは、アルキル基（好ましくは炭素数１～１０）、または、フェニル基である。また、ｇ１は、１以上の整数であり、１～９の整数が好ましく、１～４の整数が特に好ましい。 「シルフェニレン骨格基」とは、－Ｓｉ（Ｒｙ）２ＰｈＳｉ（Ｒｙ）２－（ただし、Ｐｈはフェニレン基であり、Ｒｙは１価の有機基である。）で表される基である。Ｒｙとしては、アルキル基（好ましくは炭素数１～１０）が好ましい。 「ジアルキルシリレン基」は、－Ｓｉ（Ｒｚ）２－（ただし、Ｒｚはアルキル基（好ましくは炭素数１～１０）である。）で表される基である。 化合物の「数平均分子量」は、１Ｈ－ＮＭＲおよび１９Ｆ－ＮＭＲによって、末端基を基準にしてオキシフルオロアルキレン基の数（平均値）を求めることによって算出される。 ［含フッ素エーテル化合物］ 本発明の含フッ素エーテル化合物は、ポリ（オキシフルオロアルキレン）鎖と、反応性シリル基と、－ＮＲ－Ｃ（Ｏ）－で表される基（Ａ）（式中、Ｒは、水素原子、アルキル基、または、反応性シリル基を有するアルキル基である。）と、を有し、上記基（Ａ）中の－Ｃ（Ｏ）－の炭素原子が、炭素原子と結合しており、上記基（Ａ）の窒素原子側に上記ポリ（オキシフルオロアルキレン）鎖が位置する化合物（以下、「特定含フッ素エーテル化合物」ともいう。）である。 本発明者らは、基（Ａ）の窒素原子の結合位置がポリ（オキシフルオロアルキレン）鎖側に位置する特定含フッ素エーテル化合物を用いた場合、基（Ａ）の炭素原子がポリ（オキシフルオロアルキレン）鎖側に位置する含フッ素エーテル化合物を用いた場合と比較して、耐光性に優れた表面層が得られることを見出した。 この理由の詳細は明らかになっていないが、特定含フッ素エーテル化合物を用いた場合、基（Ａ）の可視光の吸収域が短波長側にシフトして、可視光の透過率が高くなる結果、表面層の分解が抑制されて、表面層の耐光性が向上したと推測される。 基（Ａ）は、式（Ａ）で表される基であり、基（Ａ）中の－Ｃ（Ｏ）－の炭素原子が炭素原子と結合しており、基（Ａ）の窒素原子側にポリ（オキシフルオロアルキレン）鎖が位置する。つまり、ポリ(オキシフルオロアルキレン)鎖と基（Ａ）とが直接または連結基を介して結合しており、基（Ａ）の窒素原子がポリ（オキシフルオロアルキレン）鎖側に位置する。 －ＮＲ－Ｃ（Ｏ）－ ・・・（Ａ） Ｒは、水素原子、アルキル基または、反応性シリル基を有するアルキル基であり、特定含フッ素エーテル化合物の製造容易性の点から、水素原子が好ましい。 アルキル基の炭素数は、１～１０が好ましく、１～６が特に好ましい。 アルキル基は、直鎖状および分岐鎖状のいずれであってもよい。 反応性シリル基を有するアルキル基の反応性シリル基の数は１～３個が好ましく、１～２個が特に好ましい。反応性シリル基を有するアルキル基の炭素数は、１～２０が好ましく、１～１５が特に好ましい。 特定含フッ素エーテル化合物が有する基（Ａ）の数は、１個以上であり、１～２個が好ましい。 基（Ａ）が１分子中に複数ある場合、複数ある基（Ａ）は、同じであっても異なっていてもよい。原料の入手容易性や特定含フッ素エーテル化合物の製造容易性の点からは、互いに同じであることが好ましい。 特定含フッ素エーテル化合物は、表面層の耐光性がより優れる点から、基（Ａ）の窒素原子と結合する基（Ｂ）を有するのが好ましい。 －Ｒ１－ ・・・（Ｂ） Ｒ１は、炭素数１～１０のアルキレン基であり、フッ素原子を有さない。 アルキレン基の炭素数は、表面層の耐光性がより優れる点、および、原料の入手容易性や含フッ素エーテル化合物の製造容易性の点から、１～６が好ましく、１～４が特に好ましい。 アルキレン基は、直鎖状および分岐鎖状のいずれであってもよい。 特定含フッ素エーテル化合物が基（Ｂ）を有する場合、基（Ｂ）の数は、基（Ａ）の数と同じであるのが好ましい。 基（Ｂ）が１分子中に複数ある場合、複数ある基（Ｂ）は、同じであっても異なっていてもよい。原料の入手容易性や含フッ素エーテル化合物の製造容易性の点からは、互いに同じであることが好ましい。 ポリ（オキシフルオロアルキレン）鎖は、式（Ｃ）で表される単位を複数含む。 （ＯＸ） ・・・（Ｃ） Ｘは、フルオロアルキレン基である。 フルオロアルキレン基の炭素数は、表面層の耐光性がより優れる点から、１～６が特に好ましい。 フルオロアルキレン基は、直鎖状、分岐鎖状および環状のいずれであってもよい。 フルオロアルキレン基におけるフッ素原子の数としては、表面層の耐食性がより優れる点から、炭素原子の数の１～２倍が好ましく、１．７～２倍が特に好ましい。 フルオロアルキレン基は、フルオロアルキレン基中のすべての水素原子がフッ素原子に置換された基（ペルフルオロアルキレン基）であってもよく、表面層の耐摩擦性がより優れる点から、ペルフルオロアルキレン基が好ましい。 （ＯＸ）の具体例としては、－ＯＣＨＦ－、－ＯＣＦ２ＣＨＦ－、－ＯＣＨＦＣＦ２－、－ＯＣＦ２ＣＨ２－、－ＯＣＨ２ＣＦ２－、－ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＨＦ－、－ＯＣＨＦＣＦ２ＣＦ２－、－ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２－、－ＯＣＨ２ＣＦ２ＣＦ２－、－ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２－、－ＯＣＨ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２－、－ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２－、－ＯＣＨ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２－、－ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２－、－ＯＣＨ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２－、－ＯＣＦ２－、－ＯＣＦ２ＣＦ２－、－ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２－、－ＯＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２－、－ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２－、－ＯＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２ＣＦ２－、－ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２－、－ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２－、－Ｏ－ｃｙｃｌｏＣ４Ｆ６－が挙げられる。 ここで、－ｃｙｃｌｏＣ４Ｆ６－は、ペルフルオロシクロブタンジイル基を意味し、その具体例としては、ペルフルオロシクロブタン－１，２－ジイル基が挙げられる。 （ＯＸ）の繰り返し数ｍは、２以上の整数であり、２～２００の整数がより好ましく、５～１５０の整数がさらに好ましく、５～１００の整数が特に好ましく、１０～５０の整数が最も好ましい。 （ＯＸ）ｍは、２種以上の（ＯＸ）を含んでいてもよい。２種以上の（ＯＸ）の結合順序は限定されず、ランダム、交互、ブロックに配置されてもよい。 ２種以上の（ＯＸ）を含むとは、特定含フッ素エーテル化合物中において、炭素数の異なる２種以上の（ＯＸ）が存在すること、水素原子数が異なる２種以上の（ＯＸ）が存在すること、水素原子の位置が異なる２種以上の（ＯＸ）が存在すること、及び、炭素数が同一であっても側鎖の有無や側鎖の種類（側鎖の数や側鎖の炭素数等）が異なる２種以上の（ＯＸ）が存在することをいう。 ポリ（オキシフルオロアルキレン）鎖は、指紋汚れ除去性の優れた膜とするために、オキシペルフルオロアルキレン基である（ＯＸ）を主とするポリ（オキシフルオロアルキレン）鎖であることが好ましい。（ＯＸ）ｍで表されるポリ（オキシフルオロアルキレン）鎖において、（ＯＸ）の全数ｍ個に対するオキシペルフルオロアルキレン基である（ＯＸ）の数の割合は、５０～１００％であることが好ましく、８０～１００％であることがより好ましく、９０～１００％が特に好ましい。 ポリ（オキシフルオロアルキレン）鎖としては、ポリ（オキシペルフルオロアルキレン）鎖、および、片末端または両末端に水素原子を有するオキシフルオロアルキレン単位をそれぞれ１個または２個有するポリ（オキシペルフルオロアルキレン）鎖がより好ましい。 ２種以上の（ＯＸ）の配置については、例えば、｛（ＯＣＦ２）ｍ２１（ＯＣＦ２ＣＦ２）ｍ２２｝で表される構造は、ｍ２１個の（ＯＣＦ２）とｍ２２個の（ＯＣＦ２ＣＦ２）とがランダムに配置されていることを表す。また、（ＯＣＦ２ＣＦ２－ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２）ｍ２５で表される構造は、ｍ２５個の（ＯＣＦ２ＣＦ２）とｍ２５個の（ＯＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２）とが交互に配置されていることを表す。 （ＯＸ）ｍとしては、（ＯＣＨｍａＦ（２－ｍａ））ｍ１１・（ＯＣ２ＨｍｂＦ（４－ｍｂ））ｍ１２・（ＯＣ３ＨｍｃＦ（６－ｍｃ））ｍ１３・（ＯＣ４ＨｍｄＦ（８－ｍｄ））ｍ１４・（ＯＣ５ＨｍｅＦ（１０－ｍｅ））ｍ１５・（ＯＣ６ＨｍｆＦ（１２－ｍｆ））ｍ１６・（Ｏ－ｃｙｃｌｏＣ４ＨｍｇＦ（６－ｍｇ））ｍ１７が好ましい。ここで、－ｃｙｃｌｏＣ４ＨｍｇＦ（６－ｍｇ）は、フルオロシクロブタン－ジイル基を表し、フルオロシクロブタン－１，２－ジイル基が好ましい。 ｍａは０または１であり、ｍｂは０～３の整数であり、ｍｃは０～５の整数であり、ｍｄは０～７の整数であり、ｍｅは０～９の整数であり、ｍｆは０～１１の整数であり、ｍｇは０～５の整数である。 ｍ１１、ｍ１２、ｍ１３、ｍ１４、ｍ１５、ｍ１６およびｍ１７は、それぞれ独立に、０以上の整数であり、１００以下が好ましい。 ｍ１１＋ｍ１２＋ｍ１３＋ｍ１４＋ｍ１５＋ｍ１６＋ｍ１７は２以上の整数であり、２～２００の整数がより好ましく、５～１５０の整数がより好ましく、５～１００の整数がさらに好ましく、１０～５０の整数が特に好ましい。 なかでも、ｍ１２は２以上の整数が好ましく、２～２００の整数が特に好ましい。 また、Ｃ３ＨｍｃＦ（６－ｍｃ）、Ｃ４ＨｍｄＦ（８－ｍｄ）、Ｃ５ＨｍｅＦ（１０－ｍｅ）およびＣ６ＨｍｆＦ（１２－ｍｆ）は、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよく、表面層の耐摩擦性がより優れる点から直鎖状が好ましい。 なお、上記式は単位の種類とその数を表すものであり、単位の配列を表すものではない。すなわち、ｍ１１～ｍ１６は単位の数を表すものであり、たとえば、（ＯＣＨｍａＦ（２－ｍａ））ｍ１１は、（ＯＣＨｍａＦ（２－ｍａ））単位がｍ１１個連続したブロックを表すものではない。同様に、（ＯＣＨｍａＦ（２－ｍａ））～（Ｏ－ｃｙｃｌｏＣ４ＨｍｇＦ（６－ｍｇ））の記載順は、その記載順にそ