含全氟(聚)醚基硅烷化合物的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種含全氟（聚）醚基硅烷化合物。另外，本發明也涉及這樣的含全 氟（聚）醚基硅烷化合物的制造方法和含有其的表面處理劑等。
【背景技術】
[0002] 已知某種含氟硅烷化合物在用于基材的表面處理時，可提供優異的撥水性、撥油 性、防污性等。由含有含氟硅烷化合物的表面處理劑得到的層（以下，也稱為"表面處理 層"）作為所謂功能性薄膜用于例如玻璃、塑料、纖維、建筑材料等多種基材。
[0003] 作為這樣的含氟硅烷化合物，已知有分子主鏈中具有全氟聚醚基、在分子末端或 末端部具有與Si原子鍵合的可水解的基團的含全氟聚醚基硅烷化合物。例如，在專利文獻 1中，記載有具有全氟聚醚基的分子主鏈和具有可水解的基團的Si原子經由含有硅氧烷鍵 的連接部連結的含氟硅烷化合物。另外，在專利文獻2中記載有在具有全氟聚醚基的分子 主鏈的末端具有酰胺基，2個具有可水解的基團的Si原子經由連接部與該酰胺基的N原子 鍵合而成的含氟硅烷化合物。另外，在專利文獻3中記載有在具有全氟聚醚基的分子主鏈 的末端具有多個具有可水解的基團的Si原子的含氟硅烷化合物。
[0004] 現有技術文獻
[0005] 專利文獻
[0006] 專利文獻1 :日本特開2002-348370號公報
[0007] 專利文獻2 :日本特開2000-327772號公報
[0008] 專利文獻3 :日本特開2012-72272號公報
【發明內容】
[0009] 發明所要解決的課題
[0010] 為了對基材長期提供期望的功能，對表面處理層要求高耐久性。由含有含全氟聚 醚基硅烷化合物的表面處理劑得到的層，即使為薄膜也能夠發揮如上所述的功能，因此，適 合利用于要求透光性或透明性的眼鏡或觸摸面板等光學部件，尤其在這些用途中要求進一 步提尚摩擦耐久性。
[0011] 然而，如上所述的現有的由含有含全氟聚醚基硅烷化合物的表面處理劑得到的層 已無法滿足日益提高的對摩擦耐久性提高的要求。
[0012] 本發明的目的在于提供一種能夠形成具有撥水性、撥油性、防污性且具有高摩擦 耐久性的層的新型的含全氟（聚）醚基硅烷化合物。另外，本發明的目的在于提供這樣的 含全氟（聚）醚基硅烷化合物的制造方法、含有其的表面處理劑等。另外，本發明的目的在 于提供一種上述含全氟（聚）醚基硅烷化合物的制造中的中間體及這樣的中間體的制造方 法。
[0013] 用于解決課題的方法
[0014] 本發明的發明人等進行了深入研宄，結果發現了一種含全氟（聚）醚基硅烷化合 物，其在具有全氟（聚）醚基的分子主鏈的末端具有Si原子，該Si原子經由連接部與至少 1個其它Si原子鍵合，在該其它Si原子中的任一個鍵合有羥基或可水解的基團，該化合物 能夠形成具有撥水性、撥油性和防污性且具有優異的摩擦耐久性的表面處理層，從而完成 了本發明。
[0015] 即，根據本發明的第一要點，提供一種式（la)或式（lb)所示的含全氟（聚）醚基 硅烷化合物：
[0016] A-Rf-X-SiQkY3-k (la)
[0017] Y3_kQkSi-X-Rf-X-SiQ kY3_k (lb)
[0018] (式中，A表示可以通過1個或其以上的氟原子取代的(V16烷基，
[0019] Rf表示 _ (0C4F8) a- (OC3F6)b- (OC2F4)「(OCF2)d-，這里，a、b、c和d分別獨立，為 0 以 上、200以下的整數，a、b、c和d的和至少為1，帶有a、b、c或d并用括弧括起的各重復單 元的存在順序在式中是任意的，
[0020] X表不2價的有機基團，
[0021] Y在每次出現時分別獨立，表示羥基、可水解的基團或烴基，
[0022] Q在每次出現時分別獨立，表示-Z-SiR^R2^，
[0023]Z在每次出現時分別獨立，表示2價的有機基團：其中，Z不包括與式（la)或式 (lb)中的分子主鏈的末端的Si原子形成硅氧烷鍵的基團，
[0024] R1在每次出現時分別獨立，表示羥基或可水解的基團，
[0025]R2在每次出現時分別獨立，表示Cp22烷基或Q'，
[0026] Q'與Q含義相同，
[0027] n在各Q和V中分別獨立，為選自0~3的整數，n的總和為1以上，
[0028] Q中，經由Z基直鏈狀連結的Si最大為5個，
[0029] k分別獨立，為選自1~3的整數。）
[0030] 根據本發明的第二要點，提供一種上述式（la)或式（lb)所示的含全氟（聚）醚 基硅烷化合物的制造方法，包括下述工序：
[0031] 工序⑴：使式（la-1)或式（lb-1)所示的化合物與HSiM3(式中，M分別獨立，為 鹵素原子或(^6烷氧基）反應，得到式（la-2)或式（lb-2)所示的化合物的工序，
[0032] A-Rf-X，-CH = CH2 (la-1)
[0033] CH2=CH-X，-Rf-X，-CH=CH2 (lb-1)
[0034](式中，A和Rf與上述含義相同，表示2價的有機基團。）
[0035] A-Rf-X，-CH2-CH2-SiM3 (la-2)
[0036] M3Si-CH2-CH2-X , -Rf-X，-CH2_CH2_SiM3 (lb-2)
[0037](式中，A、Rf、X'和M與上述含義相同。）
[0038] 工序（2):使上述式（la-2)或式（lb-2)所示的化合物與式：Hal-J-Z'-CH= CH2(式中，Z'表示鍵或2價的有機基團，J表示Mg、Cu、Pd或Zn，Hal表示鹵素原子）所 示的化合物和根據期望的式：YhL(式中，Y與上述含義相同，L表示可與Y鍵合的基團，h為 1~3的整數）所示的化合物反應，得到式（la-3)或式（lb-3)所示的化合物的工序，
[0039] A-Rf-X，-CH2-CH2-Si(Y3_k, ) (-Z'-CH=CH2)k, (la-3)
[0040] (CH2= CH-Z' -) k, (Y3_k, )Si-CH2-CH2-X，-Rf_*
[0041] *X' -CH2-CH2-Si(Y3_k, ){-!'-CH=CH2)k, (lb-3)
[0042] (式中，A、Rf、X'、Y和Z'與上述含義相同，k'為1~3的整數。）
[0043]和
[0044] 工序（3):使式（la-3)或式（lb-3)所示的化合物與HSiM3(式中，M與上述含義相 同）和/或根據期望的式：R\L'(式中，R1與上述含義相同，L'表示可與R1鍵合的基團， i為1~3的整數）所示的化合物和式：R2、L〃（式中，#表示(V22烷基，L〃表示可與Rf 鍵合的基團，j為1~3的整數）所示的化合物反應的工序。
[0045] 根據本發明的第三要點，提供一種式（la-3')或式（lb-3')所示的化合物：
[0046] A-Rf-X-Si (Y3_k- ){-!'-CH = CH2)k, (la-3')
[0047] (CH2= CH-Z' -) k, (Y3_k, )Si-X-Rf_*
[0048] *X-Si(Y3_k, ) (-Z' -CH = CH2)k, (lb_3，）
[0049] (式中，A表示可以通過1個或其以上的氟原子取代的(V16烷基，
[0050] 1^表示_(0(^8)廠(0(^丄-(0(^4)「((^ 2)(1-，這里，&、13、(3和(1分別獨立，為0以 上、200以下的整數，a、b、c和d的和至少為1，帶有a、b、c或d并用括弧括起來的各重復 單元的存在順序在式中是任意的，
[0051] X表示2價的有機基團，
[0052]Y在每次出現時分別獨立，表示羥基、可水解的基團或烴基，
[0053] Z'為鍵或2價的有機基團。）
[0054] 這樣的化合物為上述式（la)或式（lb)所示的含全氟（聚）醚基硅烷化合物的制 造方法中的中間體。
[0055] 根據本發明的第四要點，提供一種式（la-3')或式（lb-3')所示的化合物的制 造方法，包括如下工序：
[0056] 使式（la-2')或式（lb-2')所示的化合物與式：Hal-J-Z'_CH=CH2(式中， Z'與上述含義相同，J表示Mg、Cu、Pd或Zn，Hal表示鹵素原子）所示的化合物和根據期望 的式：YhL(式中，Y與上述含義相同，L表示可與Y鍵合的基團，h為1~3的整數）所示的 化合物反應的工序，
[0057] A-Rf-X-SiM3 (la-2')
[0058] M3Si-X-Rf-X-SiM3 (lb-2 r )
[0059](式中，A、Rf和X與上述含義相同，M為鹵素原子或Ck烷氧基。）。
[0060] 根據本發明的第五要點，提供一種表面處理劑，其含有上述式（la)和/或式（lb) 所示的至少1種含全氟（聚）醚基硅烷化合物。
[0061] 根據本發明的第六要點，提供一種物品，其含有基材和在該基材的表面由上述式 (la)和/或式（lb)所示的含全氟（聚）醚基硅烷化合物或上述表面處理劑形成的層。
[0062] 發明的效果
[0063] 根據本發明，能夠提供一種新型的含全氟（聚）醚基硅烷化合物。另外，能夠提供 一種使用本發明的含全氟（聚）醚基硅烷化合物得到的表面處理劑。通過使用這些，能夠 形成具有撥水性、撥油性、防污性且具有優異的摩擦耐久性的表面處理層。
【具體實施方式】
[0064] 以下，對本發明的化合物進行說明。
[0065] 在本說明書中使用時，所謂"2價的有機基團"是指含有碳的2價的基團。作為這 樣的2價的有機基團，沒有特別限定，可以列舉從烴基進一步使1個氫原子脫離的2價的基 團。
[0066] 在本說明書中使用時，所謂"烴基"是指含有碳和水的基團。作為這樣的烴基，沒有 特別限定，可以列舉可以通過1個或其以上的取代基取代、碳原子數1~20的烴基，例如， 脂肪族烴基、芳香族烴基等。上述"脂肪族烴基"可以為直鏈狀、支鏈狀或環狀的任一種，也 可以為飽和或不飽和的任一種。另外，烴基可以含有1個或其以上的環結構。此外，這樣的 烴基在其末端或分子鏈中可以具有1個或其以上的N、0、S、Si、酰胺基、磺酰基、硅氧烷、羰 基'幾氧基等°
[0067] 在本說明書中使用時，作為"烴基"的取代基，沒有特別限定，例如，可以列舉鹵素 原子；通過1個或其以上的鹵素原子取代的CV6烷基、C2_6條基、C2_6炔基、C3_1(|環烷基、c3_1Q 不飽和環烷基、5~10元的雜環基、5~10元的不飽和雜環基、C6_1(l芳基、5~10元的雜芳 基等。
[0068] 本發明提供式（la)或式（lb)所示的含全氟（聚）醚基（以下，也稱為"PFPE"） 硅烷化合物（以下，也稱為"本發明的含PFPE硅烷化合物"）。
[0069] A-Rf-X-SiQkY3-k(la)
[0070] Y3_kQkSi-X-Rf-X-SiQ kY3_k (lb)
[0071] 上述式（la)和式（lb)中，A表示可以通過1個或其以上的氟原子取代的(^_16烷 基。