[发明专利]氟代烷基硅烷及其涂层

说明书

本公开描述了一种由下式表示的新型氟代烷基硅烷：Rf‑O‑CHFCF2‑O‑(CH2)n‑Si(R)xX3‑x，其中Rf为全氟烷基基团，任选地被一个或多个链中‑Q‑、‑S‑或‑NRf1‑杂原子取代，其中Rf1为‑全氟烷基；X为能水解基团；R为C1‑C4烷基基团；n为至少3；并且x为1至3。

技术领域

本发明涉及处理基材(尤其是具有硬质表面的基材，诸如例如陶瓷或玻璃)以赋予其表面斥水性、斥油性、斥污性和/或斥垢性的方法，并且在其它方面，本发明涉及用于该方法中的组合物及由此处理的基材。

背景技术

有许多含氟化合物组合物已被用作涂料组合物，从而用于施加至基材(例如，硬质表面基材和纤维基材)以赋予低表面能特性诸如斥油性和/或斥水性(疏油性和/或疏水性)。但是，当用于涂层或膜中时，许多含氟化合物材料往往会扩散到涂层或膜的表面，并且随时间推移而减损(例如，由于对表面的反复清洁造成)。这已导致使用具有反应性基团或官能团的含氟化合物衍生物(例如，全氟聚醚硫醇、硅烷、磷酸酯和丙烯酸酯)，以允许共价连接至涂层、膜或基材表面。

已使用(单独地或与其它材料组合地)具有一个或多个含氟化合物基团的硅烷化合物来制备用于基材诸如玻璃和陶瓷的表面处理组合物。此类硅烷化合物通常包含一个或多个能水解基团和至少一个多氟化烷基或聚醚基团。

已开发众多含氟化合物表面处理剂，并且在其施加于基材的容易性方面(例如，由于粘度和/或在溶剂中的溶解度的差异造成，一些处理甚至需要昂贵的气相沉积或多个施加步骤)、在其必需的固化条件方面(例如，一些需要相当高的固化温度并持续相当长的时间段)、在其排斥程度方面、在其清洁的容易性方面、在其光学清晰度方面和/或在其耐久性方面(例如，在其耐化学性、耐磨性和/或耐溶剂性方面)不同。许多含氟化合物表面处理剂还至少具有一定程度的基材专用性，这要求生产出多种组合物以确保附着于不同的基材。

发明内容

因此，我们认识到，对于能满足多种不同的表面处理应用的性能要求的表面处理方法(以及用于其中的含氟化合物组合物)，存在着持续的需求。此类方法优选将是简单的、成本效益性高的、与现有的制造方法相容和/或能够赋予多种不同的基材排斥性(优选耐久、定制的排斥性)。

简而言之，在一个方面，本发明提供了一种新型氟代烷基硅烷。在另一个方面，本公开提供了一种涂料组合物，其包含具有如由后退水接触角测量的高斥水性的氟代烷基硅烷。在另一个方面，本公开提供了一种用于制备具有独特间隔连接基团的氟代烷基硅烷的实用方法。在另一个方面，本公开提供了一种表面处理方法，该方法包括(a)提供了具有至少一个主表面的至少一个基材；用涂料组合物涂覆该表面；以及使该涂料固化。在另一个方面，本公开提供了具有高水接触角(尤其是后退斥水性)的涂覆制品。

具体实施方式

本公开提供了由下式表示的氟代烷基硅烷：

Rf-O-CHFCF2-O-(CH2)q-Si(X)xR3-x，I

其中