[发明专利]一种全氟聚醚改性硅烷化合物及包含其的表面处理组合物和薄膜

说明书

本发明公开了一种全氟聚醚改性硅烷化合物及包含其的表面处理组合物和薄膜。所述全氟聚醚改性硅烷化合物的结构如下：F(CF2CF2O)m(CF2O)nCF2CH2{CH2}p[O(CH2)3]bSi(CH3)a{(CH2)3Si(OCH3)3}3‑a式中，p，b分别为独立数字，若同时皆为0时，a可为1，或p，b同时皆为1时，a为0；m，n为分别独立数字。该全氟聚醚改性硅烷化合物具有良好自组装单分子涂层性质，可用于形成具有高度耐久性、较佳爽滑性及优秀的防污性、抗划伤性的薄膜。

技术领域

本发明涉及一种氟硅材料和表面处理技术，尤其是一种全氟聚醚改性硅烷化合物及包含其的表面处理组合物和薄膜。

背景技术

抗反射涂层、光学滤光片、光学镜片、眼镜镜片、分束器、棱镜、反射镜和其它的光学组件和医疗卫生器具在使用时容易被指印、皮肤油脂、汗水、化妆品等污染。这样的污渍一旦粘附上就很难被除去，尤其是附着于具有抗反射涂层的光学部件的污渍更为醒目，并且造成各种问题。

为了解决该问题，已经提出结合无机材料(如玻璃)和有机材料的所谓硅烷偶联技术。硅烷偶联剂在分子中具有与有机材料有良好亲和力的有机官能基团或化学结构并具有反应性烷氧基甲硅烷基。烷氧基甲硅烷基与空气中的水分发生水解缩合反应，转化成硅氧烷从而形成涂层。同时，硅烷偶联剂与玻璃或金属表面形成化学和物理键，从而产生耐久的坚韧涂层。利用这些优点，硅烷偶联剂广泛用作各种基底的涂布剂或底涂料。同时，应用化学键合在硅烷偶联剂中引入全氟基团而获得的化合物作为具有良好成膜性、与基底的粘合性和耐久性的涂布剂。但是，这些一般因使用分子量低的氟化合物而使全氟基团部分的长度受到限制，反之或若使用寡聚物在全氟基团部分增加到足够长时，甲氧基硅烷基在含全氟基团整个分子中所占比例相对降低，因此造成其与基材之反应性不足，导致粘合性或粘合耐久性变差，也就失去了足够的拒油耐磨性。为了解决与防污效果有关的这些问题，迄今已经提出了采用各种表面处理组合物的技术真是不甚枚举。例如，日本审查专利公开第1994 29332号提出了一种防污的低反射塑料，其在表面上具有抗反射涂层，该抗反射涂层包含有聚氟烷基的甲氧基硅烷和乙氧基硅烷化合物以及卤素、烷基或烷氧基硅烷化合物。W02006/107083提出了一种表面处理组合物，所述组合物包含在氟聚合物链的末端具有烷氧基甲硅烷基官能团的有机硅化合物。该表面处理组合物提供了低表面能层，该低表面能层防止水分或污物附着在各种材料，尤其是抗反射膜等光学部件和玻璃的表面上。不过，通过现今己知的方法形成的防污涂层的防污性仍嫌不够充分，特别是，当长期使用时它们的耐玷污性会明显降低。因此，需要开发具有优异防污性和优异耐久性的防污涂层。

已知当使用聚硅氧硅氮烷化合物时，由于聚硅氧硅氮烷具有比碳氟化合物较大的表面能，初始防污性变差。此外，由于形成三维结构所需的官能团不足，结合力不够，处理上去的涂层因擦拭磨耗而被移除，进而造成接触角及耐玷污性能明显降低。若在分子结构两头各设计一个硅烷基，则基于立体障碍的影响，可能使涂层因为实际接口点位置之不当而无法与基材达到完全紧密性，进而产生爽滑性及拒油耐磨性容易变差的结果。可以预期，两个或多个硅烷官能基同时设计在分子的一端，而能降低及解决实际接口点位置不当之问题，将会比分置于两端性能更好。