[发明专利]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

说明书

技术领域

本发明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，本发明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。本发明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。

背景技术

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-A 2003-238577)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。

发明内容

技术问题

本发明是在考虑前述内容的基础上得以完成。本发明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，本发明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-A 2003-238577)。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，本发明人进行了深入研究，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。这个发现是本发明的基础。

因此，本发明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，本发明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。