含有亲油性基团的有机硅烷化合物、表面处理剂和物品的制作方法

专利2022-06-28  99

本发明涉及在分子中含有羟基或水解性基团和亲油性基团的有机硅烷化合物等,详细地说,涉及形成亲油性优异的被膜的含有亲油性基团的(水解性)有机硅烷化合物、包含该(水解性)有机硅烷化合物和/或其部分(水解)缩合物的表面处理剂以及用该表面处理剂表面处理过的(即,在表面具有该表面处理剂的固化被膜的)物品等。
背景技术
:近年来,以移动电话的显示器为首,画面的触摸面板化在加速。但是,触摸面板多是画面外露的状态,手指、面颊等直接接触的机会多,皮脂等污垢容易附着成为了问题。因此,为了改善外观、可视性,使指纹难以附着于显示器的表面的技术、使污垢容易脱落的技术的需求一年年地高涨,希望开发能够满足这些要求的材料。特别是触摸面板显示器的表面容易附着指纹污垢,因此希望设置防油层、亲油层。一般地,作为使玻璃、布等基材表面与有机化合物结合的物质,硅烷偶联剂是公知的,已作为各种基材表面的涂布剂广泛地利用。硅烷偶联剂在1分子中具有有机官能团和反应性甲硅烷基(一般为烷氧基甲硅烷基等水解性甲硅烷基),该水解性甲硅烷基利用空气中的水分等发生自缩合反应而形成被膜。该被膜通过水解性甲硅烷基与玻璃、金属等的表面化学结合、物理结合而成为具有耐久性的牢固的被膜。因此,公开了为数众多的通过使用在含有氟聚醚基的化合物中引入了水解性甲硅烷基的含有氟聚醚基的聚合物从而与基材表面容易密合、并且可在基材表面形成具有防水防油性、防污性等的被膜的组合物(专利文献1~6:日本特表2008-534696号公报、日本特表2008-537557号公报、日本特开2012-072272号公报、日本特开2012-157856号公报、日本特开2013-136833号公报、日本特开2015-199906号公报)。但是,现有的使用含有氟聚醚基的聚合物制作的防油层的防油性高,污垢擦除性优异,但存在着指纹等附着时皮脂散射光、指纹容易明显的问题。另外,也公开了通过使用在亲油性化合物中引入了水解性甲硅烷基的硅烷化合物从而与基材表面密合并且可在基材表面形成具有亲油性的被膜的组合物(专利文献7:日本特开2001-353808号公报)。但是,专利文献7中记载的硅烷化合物与皮脂的折射率约1.5相比,折射率大幅地偏离,虽然指纹变得不易明显,但不能充分地发挥指纹低可视性。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特表2008-534696号公报专利文献2:日本特表2008-537557号公报专利文献3:日本特开2012-072272号公报专利文献4:日本特开2012-157856号公报专利文献5:日本特开2013-136833号公报专利文献6:日本特开2015-199906号公报专利文献7:日本特开2001-353808号公报技术实现要素:发明要解决的课题本发明鉴于上述实际情况而完成,目的在于提供含有亲油性基团的(水解性)有机硅烷化合物、包含该含有亲油性基团的(水解性)有机硅烷化合物和/或其部分(水解)缩合物的表面处理剂以及用该表面处理剂表面处理过的物品等,该含有亲油性基团的(水解性)有机硅烷化合物由于能够形成亲油性优异的固化被膜,因此在指纹等附着时皮脂不会散射光,指纹变得不易明显,同时由于能够形成具有接近皮脂的折射率约1.5的折射率的固化被膜,因此能够充分地发挥指纹的低可视性。用于解决课题的手段本发明人为了实现上述目的进行了深入研究,结果发现:通过在上述含有亲油性基团的(水解性)有机硅烷化合物中使用后述的通式(1)所示的特定分子结构的含有羟基或水解性基团和亲油性基团的(水解性)有机硅烷化合物、特别是后述的通式(2)所述的含有羟基或水解性基团和亲油性基团的(水解性)有机硅烷化合物,从而包含该(水解性)有机硅烷化合物和/或其部分(水解)缩合物的表面处理剂能够形成亲油性优异、同时具有与皮脂的折射率接近的折射率的固化被膜,完成了本发明。因此,本发明提供下述的含有亲油性基团的(水解性)有机硅烷化合物、表面处理剂和物品等。1.由下述通式(1)表示的有机硅烷化合物。[化1](式中,a为-c(=o)or1、-c(=o)nr12、-c(=o)sr1和-p(=o)(or1)2中的任一个,r1为氢原子、碳原子数1~30的烷基、碳原子数6~30的芳基或碳原子数7~30的芳烷基,y独立地为2价的有机基团,r独立地为碳原子数1~4的烷基或苯基,x独立地为羟基或水解性基团,n为1~3的整数。)2.1所述的有机硅烷化合物,其中,在所述式(1)中,y为可包含选自-o-、-s-、-nr-、-c(=o)-、-c(=o)o-、-c(=o)nr-、-oc(=o)nr-(r为碳原子数1~4的烷基或苯基)、硅亚烷基、硅亚芳基、硅原子数2~10个的直链状、分支状或环状的2价的有机聚硅氧烷残基中的2价的基团、另外可包含碳原子数6~20的亚芳基的碳原子数2~30的亚烷基。3.1或2所述的有机硅烷化合物,其中,在所述式(1)中,x各自独立地选自羟基、碳原子数1~10的烷氧基、碳原子数2~10的烷氧基取代烷氧基、碳原子数1~10的酰氧基、碳原子数2~10的烯氧基、卤素原子、肟基、异氰酸酯基和氰酸酯基。4.1~3中任一项所述的有机硅烷化合物,其由下述式(2)表示。[化2](式中,r2为碳原子数1~20的烷基、碳原子数6~20的芳基或碳原子数7~20的芳烷基,m各自独立地为2~20的整数,x独立地为羟基或水解性基团。)5.1~4中任一项所述的有机硅烷化合物,其中,折射率为1.45以上。6.表面处理剂,其含有1~5中任一项所述的有机硅烷化合物中的至少一种和/或其部分(水解)缩合物。7.6所述的表面处理剂,其还包含溶剂。8.6或7所述的表面处理剂,其还包含水解缩合催化剂。9.6~8中任一项所述的表面处理剂,其给予25℃、相对湿度40%下的油酸接触角为30°以下的固化被膜。10.6~9中任一项所述的表面处理剂,其给予用1kg载荷使皮脂附着于固化了的被膜时的雾度为10以下的固化被膜。11.物品,其在表面具有6~10中任一项所述的表面处理剂的固化被膜。12.使基材表面的基于jisk0062的折射率成为1.45~1.52的方法,其包含在基材表面形成6~10中任一项所述的表面处理剂的固化被膜的工序。发明的效果本发明的含有亲油性基团的(水解性)有机硅烷化合物通过在分子内具有亲油性的末端基,从而在皮脂附着时能够使皮脂在基材上润湿铺展,另外,通过含有亚苯基,从而能够使固化被膜表面的折射率接近皮脂的折射率(约1.5)。由此,采用含有该含有亲油性基团的(水解性)有机硅烷化合物和/或其部分(水解)缩合物的表面处理剂进行了表面处理的物品能够使该物品表面的基于jisk0062的折射率成为1.45以上、特别是1.45~1.52,因此指纹低可视性优异。具体实施方式本发明的在分子内含有亲油性基团的(水解性)有机硅烷化合物由下述通式(1)表示,可以是混合物。[化3](式中,a为-c(=o)or1、-c(=o)nr12、-c(=o)sr1和-p(=o)(or1)2中的任一个,r1为氢原子、碳原子数1~30的烷基、碳原子数6~30的芳基或碳原子数7~30的芳烷基,y独立地为2价的有机基团,r独立地为碳原子数1~4的烷基或苯基,x独立地为羟基或水解性基团,n为1~3的整数。)本发明的含有亲油性基团的(水解性)有机硅烷化合物的特征在于,为亲油性末端基与烷氧基甲硅烷基等水解性甲硅烷基或含有羟基的甲硅烷基经由作为连结基的硅亚苯基结合的结构,基材密合性、亲油性优异。上述式(1)中,a为由-c(=o)or1表示的酯或羧酸、由-c(=o)nr12表示的酰胺、由-c(=o)sr1表示的硫酯或硫代酸、和由-p(=o)(or1)2表示的膦酸酯或膦酸中的任一个,为本发明中的亲油性末端基。其中,r1为氢原子、碳原子数1~30的烷基、碳原子数6~30的芳基或碳原子数7~30的芳烷基,作为烷基,直链状、分支状、环状均可,另外,可以是它们的组合。优选为碳原子数1~8的直链状的烷基,更优选为碳原子数2~4的直链状的烷基。作为r1,具体地,可列举出氢原子、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、异丙基、异丁基、叔丁基、新戊基、叔己基、环戊基、环己基、环庚基、环己基甲基、降冰片基、十氢萘基、金刚烷基、金刚烷基甲基等烷基、苯基、甲苯基、萘基等芳基、苄基、苯基乙基、苯基丙基等芳烷基等。作为r1,优选为乙基、辛基。作为a,例如能够例示下述所示的基团。[化4]c4h9ooc-(c2h5)2noc-c8h17ooc-c8h17soc-[化5]上述式(1)中,x为可彼此不同的羟基或水解性基团。作为这样的x,可列举出羟基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基等碳原子数1~10的烷氧基、甲氧基甲氧基、甲氧基乙氧基等碳原子数2~10的烷氧基取代烷氧基、乙酰氧基等碳原子数1~10的酰氧基、异丙烯氧基等碳原子数2~10的烯氧基、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等卤素原子、肟基、异氰酸酯基、氰酸酯基等。其中优选甲氧基、乙氧基、异丙烯氧基、氯原子。上述式(1)中,r为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基等碳原子数1~4的烷基、或苯基,其中优选甲基。n为1~3的整数,优选为2或3,从反应性、对于基材的密合性的观点出发,更优选3。上述式(1)中,y为2价的有机基团,是a基与硅亚苯基的连结基,优选为可包含选自-o-、-s-、-nr-、-c(=o)-、-c(=o)o-、-c(=o)nr-、-oc(=o)nr-(r与上述相同)、硅亚烷基、硅亚芳基、硅原子数2~10个的直链状、分支状或环状的2价的有机聚硅氧烷残基中的2价的基团、另外可包含碳原子数6~20的亚芳基的碳原子数2~30、特别是碳原子数2~20的亚烷基,更优选为由下述式(3)表示的2价的基团。-r3-z-(r3)a-(3)上述式(3)中,r3独立地为2价的烃基,具体地,可列举出亚乙基、亚丙基、亚丁基、六亚甲基等碳原子数2~30的亚烷基、包含亚苯基等碳原子数6~20的亚芳基的碳原子数7~30的亚烷基,优选为碳原子数2~20的亚烷基。上述式(3)中,z为单键、或选自-o-、-s-、-nr-、-c(=o)-、-c(=o)o-、-c(=o)nr-、-oc(=o)nr-、硅亚烷基、硅亚芳基、或硅原子数2~10个、优选2~5个的直链状、分支状或环状的2价的有机聚硅氧烷残基中的2价的基团,r与上述相同。其中,作为硅亚烷基、硅亚芳基,能够例示下述所示的基团。[化6](式中,r4为甲基、乙基、丙基、丁基等碳原子数1~4的烷基、苯基等碳原子数6~10的芳基,r4可以相同也可不同。r5为亚甲基、亚乙基、亚丙基(三亚甲基、甲基亚乙基)等碳原子数1~4的亚烷基、亚苯基等碳原子数6~10的亚芳基。)另外,作为硅原子数2~10个、优选2~5个的直链状、分支状或环状的2价的有机聚硅氧烷残基,能够例示下述所示的基团。[化7](式中,r4与上述相同。g为1~9的整数、优选1~4的整数,h为1~8的整数、优选1~3的整数。)上述式(3)中,a为0或1。作为y的具体例,例如可列举出下述的基团。[化8]-ch2ch2--ch2ch2ch2--ch2ch2ch2ch2--ch2ch2ch2ch2ch2--ch2ch2ch2ch2ch2ch2--ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2--ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2--ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2--ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2--ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2ch2-[化9]-ch2ch2-o-ch2ch2--(ch2)10-o-ch2ch2--ch2ch2-s-ch2ch2-[化10]作为由上述式(1)表示的含有亲油性基团的(水解性)有机硅烷化合物,能够例示由下述式表示的有机硅烷化合物。[化11][化12][化13][化14][化15]作为本发明的含有亲油性基团的(水解性)有机硅烷化合物,更优选为由下述通式(2)表示的有机硅烷化合物。[化16](式中,r2为碳原子数1~20的烷基、碳原子数6~20的芳基或碳原子数7~20的芳烷基,m各自独立地为2~20的整数、优选3~10的整数,x与上述相同。)其中,r2为碳原子数1~20的烷基、碳原子数6~20的芳基或碳原子数7~20的芳烷基,优选为碳原子数1~8的直链状的烷基,更优选为碳原子数2~4的直链状的烷基。作为r2,具体地,可列举出甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、异丙基、异丁基、叔丁基、新戊基、叔己基、环戊基、环己基、环庚基、环己基甲基、降冰片基、十氢萘基、金刚烷基、金刚烷基甲基等烷基、苯基、甲苯基、萘基等芳基、苄基、苯基乙基、苯基丙基等芳烷基等。作为r2,优选为乙基、辛基。作为由上述式(2)表示的含有亲油性基团的(水解性)有机硅烷化合物,能够例示由下述式表示的有机硅烷化合物。[化17]作为由上述式(1)表示的含有亲油性基团的(水解性)有机硅烷化合物、特别是式(1)中y各自独立地为碳原子数2~30的亚烷基、r为甲基的含有亲油性基团的(水解性)有机硅烷化合物的制备方法,例如可列举出下述这样的方法。将在分子链末端分别具有上述式(1)中的a和苯基二甲基甲硅烷基部位的硅烷化合物(例如,具有上述式(1)中的a和二甲基氢甲硅烷基苯基作为与硅原子结合的取代基的二甲基硅烷)在40~120℃、优选60~100℃、更优选约80℃的温度下加热搅拌,添加氢化硅烷化反应催化剂例如氯铂酸/乙烯基硅氧烷络合物的甲苯溶液。接着,将在分子链末端分别具有水解性甲硅烷基和烯烃部位(例如烯基)的化合物滴入,在40~120℃、优选60~100℃、更优选约80℃的温度下使其熟化10分钟~12小时、优选1~6小时、更优选约3小时。另外,进行反应时,可用有机溶剂稀释。其中,作为在分子链末端分别具有上述式(1)中的a和苯基二甲基甲硅烷基部位的硅烷化合物,能够例示由下述通式(4)、(a’)、(b’)和(c’)表示的硅烷化合物。[化18](式中,r2、m与上述相同。)作为由式(4)表示的硅烷化合物,具体地能够例示由下述所示的硅烷化合物。[化19][化20][化21]作为由式(a’)表示的硅烷化合物,具体地能够例示下述所示的硅烷化合物。[化22]作为由式(b’)表示的硅烷化合物,具体地能够例示下述所示的硅烷化合物。[化23]作为由式(c’)表示的硅烷化合物,具体地,能够例示下述所示的硅烷化合物。[化24]作为由上述式(4)、(a’)、(b’)和(c’)表示的硅烷化合物的制备方法,将1,4-双(二甲基甲硅烷基)苯在40~120℃、优选60~100℃、更优选约80℃的温度下加热搅拌,添加氢化硅烷化反应催化剂例如氯铂酸/乙烯基硅氧烷络合物的甲苯溶液。接着,慢慢地花时间滴入在分子链末端分别具有上述式(1)中的a和烯烃部位(例如烯基)的化合物,在40~120℃、优选60~100℃、更优选约80℃的温度下使其熟化10分钟~12小时、优选1~6小时。另外,进行反应时,可用有机溶剂稀释。其中,作为在分子链末端分别具有上述式(1)中的a和烯烃部位的化合物,具体地,可列举出下述所示的化合物。[化25]c2h5ooc-(ch2)2-ch=ch2c2h5ooc-(ch2)8-ch=ch2c2h5ooc-(ch2)11-ch=ch2h3cooc-(ch2)8-ch=ch2c4h9ooc-(ch2)8-ch=ch2c8h17ooc-(ch2)8-ch=ch2[化26](c2h5)2noc-(ch2)2-ch=ch2(c2h5)2noc-(ch2)8-ch=ch2(c4h9)2noc-(ch2)2-ch=ch2(c4h9)2noc-(ch2)8-ch=ch2c2h5soc-(ch2)2-ch=ch2c2h5soc-(ch2)8-ch=ch2c4h9soc-(ch2)2-ch=ch2c4h9soc-(ch2)8-ch=ch2c8h17soc-(ch2)8-ch=ch2(h3co)2poc-(ch2)2-ch=ch2(h3co)2poc-(ch2)8-ch=ch2(c2h5o)2poc-(ch2)2-ch=ch2(c2h5o)2poc-(ch2)8-ch=gh2就在分子链末端分别具有上述式(1)中的a和烯烃部位的化合物的使用量而言,相对于1当量的1,4-双(二甲基甲硅烷基)苯,能够使用0.05~0.5当量,更优选0.1~0.4当量,进一步优选0.2当量。在由上述式(4)、(a’)、(b’)和(c’)表示的硅烷化合物的制备中,作为氢化硅烷化反应催化剂,可列举出铂黑、氯铂酸、氯铂酸的醇改性物、氯铂酸与烯烃、醛、乙烯基硅氧烷、炔属醇类等的络合物等、四(三苯基膦)钯、氯三(三苯基膦)铑等铂族金属系催化剂。优选为乙烯基硅氧烷配位化合物等铂系化合物。就氢化硅烷化反应催化剂的使用量而言,相对于1,4-双(二甲基甲硅烷基)苯和在分子链末端分别具有上述式(1)中的a和烯烃部位的化合物的合计质量,以过渡金属换算(质量)计,以成为0.1~100ppm、更优选0.5~50ppm的量使用。在由上述式(4)、(a’)、(b’)和(c’)表示的硅烷化合物的制备中可使用有机溶剂。作为使用的有机溶剂,能够例示醚系溶剂(二丁基醚、乙醚、四氢呋喃等)、烃系溶剂(石油精、甲苯、二甲苯等)。这些中,特别优选甲苯。就溶剂的使用量而言,相对于在分子链末端分别具有上述式(1)中的a和烯烃部位的化合物100质量份,能够使用10~300质量份,优选50~150质量份,更优选约100质量份。接着,使反应停止,通过将溶剂馏除,从而得到由上述式(4)、(a’)、(b’)或(c’)表示的硅烷化合物。在由式(1)表示的含有亲油性基团的(水解性)有机硅烷化合物的制备中,作为在分子链末端分别具有水解性甲硅烷基和烯烃部位(例如烯基)的化合物,具体地,能够例示下述所示的化合物。[化27]ch2=ch-si(och3)3ch2=ch-ch2-si(och3)3ch2=ch-(ch2)4-si(och3)3ch2=ch-(ch2)6-si(och3)3在分子链末端分别具有水解性甲硅烷基和烯烃部位的化合物的使用量相对于1当量的上述在分子链末端分别具有上述式(1)中的a和苯基二甲基甲硅烷基部位的硅烷化合物,能够使用1~5当量,更优选1.5~2.5当量,进一步优选2当量。在上述式(1)所示的含有亲油性基团的(水解性)有机硅烷化合物的制备中,作为氢化硅烷化反应催化剂,可列举出铂黑、氯铂酸、氯铂酸的醇改性物、氯铂酸与烯烃、醛、乙烯基硅氧烷、炔属醇类等的络合物等、四(三苯基膦)钯、氯三(三苯基膦)铑等铂族金属系催化剂。优选为乙烯基硅氧烷配位化合物等铂系化合物。就氢化硅烷化反应催化剂的使用量而言,相对于上述在分子链末端分别具有包含上述a的部位和苯基二甲基甲硅烷基部位的硅烷化合物和在分子链末端分别具有水解性甲硅烷基和烯烃部位的化合物的合计质量,以过渡金属换算(质量)计,以成为0.1~100ppm、更优选0.5~50ppm的量使用。在由上述式(1)表示的含有亲油性基团的(水解性)有机硅烷化合物的制备中可使用有机溶剂。作为使用的有机溶剂,能够例示醚系溶剂(二丁基醚、乙醚、四氢呋喃等)、烃系溶剂(石油精、甲苯、二甲苯等)。这些中,特别优选甲苯。就溶剂的使用量而言,相对于在分子链末端分别具有酯部位和苯基二甲基甲硅烷基部位的化合物100质量份,能够使用10~300质量份,优选50~150质量份,更优选为约100质量份。接着,停止反应,通过将溶剂和未反应成分馏除,从而得到由上述式(1)表示的含有亲油性基团的(水解性)有机硅烷化合物。例如,使用由下述式表示的化合物[化28]作为在分子链末端分别具有上述式(1)中的a和苯基二甲基甲硅烷基部位的硅烷化合物,使用由下述式表示的化合物[化29]ch2=ch-ch2-si(och3)3作为在分子链末端分别具有水解性甲硅烷基和烯烃部位的化合物,的情况下,得到由下述式表示的化合物。[化30]由上述式(1)表示的含有亲油性基团的(水解性)有机硅烷化合物的按照jisk0062测定的折射率优选为1.45以上,特别优选为1.46~1.52。由于皮脂的折射率为约1.5,因此通过使含有亲油性基团的(水解性)有机硅烷化合物的折射率更接近皮脂的折射率,从而能够使皮脂变得不明显。本发明进一步提供含有上述含有亲油性基团的(水解性)有机硅烷化合物的表面处理剂。该表面处理剂可单独使用1种含有亲油性基团的(水解性)有机硅烷化合物,也可将2种以上组合使用,另外,可包含使该含有亲油性基团的有机硅烷化合物的羟基部分地缩合而得到的部分缩合物、或者使预先采用公知的方法将该含有亲油性基团的水解性有机硅烷化合物的末端水解性基团部分地水解而成的羟基缩合得到的部分水解缩合物。该表面处理剂可包含适当的溶剂。作为这样的溶剂,能够例示醇系溶剂(丙二醇单甲基醚、丁醇、异丙醇等)、醚系溶剂(二丁基醚、乙醚、四氢呋喃等)、烃系溶剂(石油精、甲苯、二甲苯等)、酮系溶剂(丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮等)。这些中,在溶解性、润湿性等方面,优选醇系溶剂、醚系溶剂,特别优选丙二醇单甲基醚、二丁基醚。就上述溶剂而言,可将其2种以上混合,优选使含有亲油性基团的(水解性)有机硅烷化合物及其部分(水解)缩合物均匀地溶解。再有,在溶剂中溶解的含有亲油性基团的(水解性)有机硅烷化合物及其部分(水解)缩合物的最佳浓度因处理方法而异,只要是容易称量的量即可,在直接涂布的情况下,相对于溶剂和含有亲油性基团的(水解性)有机硅烷化合物(及其部分(水解)缩合物)的合计100质量份,优选为0.01~10质量份,特别优选为0.05~5质量份,在进行蒸镀处理的情况下,相对于溶剂和含有亲油性基团的(水解性)有机硅烷化合物(及其部分(水解)缩合物)的合计100质量份,优选为1~100质量份,特别优选为3~30质量份,在进行湿处理的情况下,相对于溶剂和含有亲油性基团的(水解性)有机硅烷化合物(及其部分(水解)缩合物)的合计100质量份,优选为0.01~10质量份,特别优选为0.05~1质量份。在表面处理剂中,可添加水解缩合催化剂,例如有机锡化合物(二甲氧基二丁基锡、二月桂酸二丁基锡等)、有机钛化合物(钛酸四正丁酯等)、有机酸(醋酸、甲磺酸等)、无机酸(盐酸、硫酸、磷酸等)。这些中,特别优选醋酸、钛酸四正丁酯、二月桂酸二丁基锡等。就水解缩合催化剂的添加量而言,相对于含有亲油性基团的(水解性)有机硅烷化合物和/或其部分(水解)缩合物100质量份,优选为0.1~150质量份,特别优选为25~125质量份,进一步优选为50~110质量份。本发明的表面处理剂能够采用毛刷涂布、浸渍、喷涂、蒸镀处理等公知的方法施予基材。蒸镀处理时的加热方法可以是电阻加热方式,也可以是电子束加热方式,并无特别限定。另外,固化温度因固化方法而异,例如在直接涂布(毛刷涂布、浸涂、喷涂等)的情况下,优选在25~200℃、特别是25~150℃下进行15分钟~36小时、特别是30分钟~24小时。可在加湿下使其固化。另外,在通过蒸镀处理施予的情况下,优选20~200℃的范围。可在加湿下使其固化。固化被膜的膜厚根据基材的种类来适当地选择,通常为0.1~100nm,特别是1~20nm。另外,例如对于喷涂而言,如果预先在添加了水分的有机溶剂中稀释、水解,即生成了si-oh后进行喷涂,则涂布后的固化快。本发明的表面处理剂能够形成使用接触角计dropmaster(协和界面科学株式会社制)测定的、25℃、相对湿度40%下的对于油酸的接触角优选为30°以下、更优选为25°以下的固化被膜。因此,在皮脂附着的情况下,接触角小,可视性降低,指纹不明显。本发明的表面处理剂能够形成用1kg载荷使皮脂附着时的、使用雾度计ndh5000(日本电色工业株式会社制)测定的雾度为10以下、更优选7以下的固化被膜。因此,在皮脂附着的情况下,雾度小,可视性降低,指纹不明显。本发明的表面处理剂能够形成基于jisk0062的折射率为1.45~1.52的范围的固化被膜。因此,即使皮脂附着,由于具有接近皮脂的折射率约1.5的折射率,因此指纹也不明显。对用本发明的表面处理剂所处理的基材并无特别限制,可以是纸、布、金属及其氧化物、玻璃、塑料、陶瓷、石英等各种材质。本发明的表面处理剂能够对上述基材赋予防水防油性。特别是能够适合作为经sio2处理的玻璃、膜的表面处理剂使用。作为用本发明的表面处理剂所处理的物品,可列举出汽车导航、移动电话、智能电话、数码相机、数码摄像机、pda、便携式音频播放器、汽车音频、游戏机、眼镜镜片、相机镜片、透镜滤波器、太阳镜、胃镜等医疗用设备、复印机、pc、液晶显示器、有机el显示器、等离子体显示器、触摸面板显示器、保护膜、减反射膜等光学物品。就本发明的表面处理剂而言,即使指纹和皮脂附着于上述物品也难以看到,特别是可用作触摸面板显示器、减反射膜等的亲油层。实施例以下示出实施例和比较例,对本发明更详细地说明,但本发明并不受下述实施例限定。[实施例1]将放入反应容器中的1,4-双(二甲基甲硅烷基)苯45.7g(2.35×10-1mol)加热到80℃。接着,添加了氯铂酸/乙烯基硅氧烷络合物的甲苯溶液1.0×10-2g(以pt单质计,含有0.3×10-6mol)后,用3小时滴入十一碳烯酸乙酯10.0g(4.71×10-2mol),加热搅拌1小时。然后,通过将溶剂和未反应物减压馏除,从而得到了18.0g的由下述式(a)[化31]表示的生成物。1h-nmrδ0.2-0.4(-si-ch3)12hδ0.7(-(ch2)7ch2-si-)2hδ1.2-1.5(-(ch2)7-,-och2ch3)17hδ1.6(-ooc-ch2ch2(ch2)7ch2-si-)2hδ2.3(-ooc-ch2-)2hδ4.1(-och2ch3)2hδ4.4(-si-h)1hδ7.5(-si-c6h4-si-)4h将放入反应容器中的上述得到的由下述式(a)[化32]表示的化合物10.0g(2.46×10-2mol)加热到80℃。接着,添加了氯铂酸/乙烯基硅氧烷络合物的甲苯溶液1.0×10-2g(以pt单质计,含有0.3×10-6mol)后,滴入烯丙基三甲氧基硅烷8.00g(4.92×10-2mol),加热搅拌3小时。然后,通过将溶剂和未反应物减压馏除,从而得到了13.1g的由下述式(b)[化33]表示的生成物(含有亲油性基团的水解性有机硅烷化合物1)。1h-nmrδ0.2-0.3(-si-ch3)12hδ0.7(-(ch2)7ch2-si-,-sich2ch2ch2-si(och3)3)4hδ0.8(-sich2ch2ch2-si(och3)3)2hδ1.2-1.4(-(ch2)7-,-och2ch3)17hδ1.5(-sich2ch2ch2-si(och3)3)2hδ1.6(-ooc-ch2ch2(ch2)7ch2-si-)2hδ2.3(-ooc-ch2-)2hδ3.5(-sich2ch2ch2-si(och3)3)9hδ4.1(-och2ch3)2hδ7.5(-si-c6h4-si-)4h[实施例2]将放入反应容器中的1,4-双(二甲基甲硅烷基)苯75.7g(3.90×10-1mol)加热到80℃。接着,添加了氯铂酸/乙烯基硅氧烷络合物的甲苯溶液1.0×10-2g(以pt单质计,含有0.3×10-6mol)后,用3小时滴入戊烯酸乙酯10.0g(7.80×10-2mol),加热搅拌1小时。然后,通过将溶剂和未反应物减压馏除,从而得到了23.4g的由下述式(c)[化34]表示的生成物。1h-nmrδ0.2-0.4(-si-ch3)12hδ0.7(-(ch2ch2ch2ch2-si-)2hδ1.2(-och2ch3)3hδ1.3(-(ch2ch2ch2ch2-si-)2hδ1.6(-(ch2ch2ch2ch2-si-)2hδ2.3(-ooc-ch2-)2hδ4.1(-och2ch3)2hδ4.4(-si-h)1hδ7.5(-si-c6h4-si-)4h将放入反应容器中的上述得到的由下述式(c)[化35]表示的化合物10.0g(3.10×10-2mol)加热到80℃。接着,添加了氯铂酸/乙烯基硅氧烷络合物的甲苯溶液1.0×10-2g(以pt单质计,含有0.3×10-6mol)后,滴入烯丙基三甲氧基硅烷10.1g(6.20×10-2mol),加热搅拌3小时。然后,通过将溶剂和未反应物减压馏除,从而得到了14.5g的由下述式(d)[化36]表示的生成物(含有亲油性基团的水解性有机硅烷化合物2)。1h-nmrδ0.2-0.3(-si-ch3)12hδ0.7(-ch2ch2ch2ch2-si-,-sich2ch2ch2-si(och3)3)4hδ0.8(-sich2ch2ch2-si(och3)3)2hδ1.2(-och2ch3)3hδ1.3(-ch2ch2ch2ch2-si-)2hδ1.5(-sich2ch2ch2-si(och3)3)2hδ1.6(-ch2ch2ch2ch2-si-)2hδ2.3(-ooc-ch2-)2hδ3.5(-sich2ch2ch2-si(och3)3)9hδ4.1(-och2ch3)2hδ7.5(-si-c6h4-si-)4h[实施例3]将放入反应容器中的1,4-双(二甲基甲硅烷基)苯32.8g(1.69×10-1mol)加热到80℃。接着,添加了氯铂酸/乙烯基硅氧烷络合物的甲苯溶液1.0×10-2g(以pt单质计,含有0.3×10-6mol)后,用3小时滴入十一碳烯酸辛酯10.0g(3.38×10-2mol),加热搅拌1小时。然后,通过将溶剂和未反应物减压馏除,从而得到了15.2g的由下述式(e)[化37]表示的生成物。1h-nmrδ0.2-0.4(-si-ch3)12hδ0.7(-(ch2)7ch2-si-)2hδ0.9(-och2(ch2)6ch3)3hδ1.2-1.5(-(ch2)7-,-och2(ch2)6ch3)26hδ1.6(-ooc-ch2ch2(ch2)7ch2-si-)2hδ2.3(-ooc-ch2-)2hδ4.1(-och2(ch2)6ch3)2hδ4.4(-si-h)1hδ7.5(-si-c6h4-si-)4h将放入反应容器中的上述得到的由下述式(e)[化38]表示的化合物10.0g(2.04×10-2mol)加热到80℃。接着,添加了氯铂酸/乙烯基硅氧烷络合物的甲苯溶液1.0×10-2g(以pt计,含有0.3×10-6mol)后,滴入烯丙基三甲氧基硅烷6.61g(4.08×10-2mol),加热搅拌3小时。然后,通过将溶剂和未反应物减压馏除,从而得到了12.0g的由下述式(f)[化39]表示的生成物(含有亲油性基团的水解性有机硅烷化合物3)。1h-nmrδ0.2-0.3(-si-ch3)12hδ0.7(-(ch2)7ch2-si-,-sich2ch2ch2-si(och3)3)4hδ0.8-0.9(-sich2ch2ch2-si(och3)3,-och2(ch2)6ch3)5hδ1.2-1.4(-(ch2)7-,-och2(ch2)6ch3)26hδ1.5(-sich2ch2ch2-si(och3)3)2hδ1.6(-ooc-ch2ch2(ch2)7ch2-si-)2hδ2.3(-ooc-ch2-)2hδ3.5(-sich2ch2ch2-si(och3)3)9hδ4.1(-och2(ch2)6ch3)2hδ7.5(-si-c6h4-si-)4h[实施例4]将放入反应容器中的上述得到的由下述式(a)[化40]表示的化合物10.0g(2.46×10-2mol)加热到80℃。接着,添加了氯铂酸/乙烯基硅氧烷络合物的甲苯溶液1.0×10-2g(以pt单质计,含有0.3×10-6mol)后,滴入7-辛烯基三甲氧基硅烷9.10g(3.94×10-2mol),加热搅拌4小时。然后,通过将溶剂和未反应物减压馏除,从而得到了14.0g的由下述式(g)[化41]表示的生成物(含有亲油性基团的水解性有机硅烷化合物4)。1h-nmrδ0.2(-si-ch3)12hδ0.6(-sich2(ch2)6ch2-si(och3)3)4hδ0.7(-(ch2)7ch2-si-,-sich2(ch2)6ch2-si(och3)3)2hδ1.2-1.4(-(ch2)7-,-(ch2)6-,-och2ch3)31hδ1.6(-ooc-ch2ch2(ch2)7ch2-si-)2hδ2.3(-ooc-ch2-)2hδ3.5(-sich2(ch2)6ch2-si(och3)3)9hδ4.1(-och2ch3)2hδ7.5(-si-c6h4-si-)4h[实施例5]将放入反应容器中的1,4-双(二甲基甲硅烷基)苯40.6g(2.09×10-1mol)加热到80℃。接着,添加了氯铂酸/乙烯基硅氧烷络合物的甲苯溶液1.0×10-2g(以pt单质计,含有0.3×10-6mol)后,用3小时滴入由下述式(h)[化42]表示的化合物10.0g(4.18×10-2mol),加热搅拌6小时。然后,通过将溶剂和未反应物减压馏除,从而得到了17.1g的由下述式(i)[化43]表示的生成物。1h-nmrδ0.2-0.4(-si-ch3)12hδ0.7(-(ch2)7ch2-si-)2hδ1.0-1.2(-n(ch2ch3)2)6hδ1.2-1.5(-(ch2)7-)14hδ1.6(-noc-ch2ch2(ch2)7ch2-si-)2hδ2.3(-noc-ch2-)2hδ3.2-3.4(-n(ch2ch3)2)4hδ4.4(-si-h)1hδ7.5(-si-c6h4-si-)4h将放入反应容器中的上述得到的由下述式(i)[化44]表示的化合物10.0g(2.31×10-2mol)加热到80℃。接着,添加了氯铂酸/乙烯基硅氧烷络合物的甲苯溶液1.0×10-2g(以pt单质计,含有0.3×10-6mol)后,滴入烯丙基三甲氧基硅烷7.50g(4.62×10-2mol),加热搅拌6小时。然后,通过将溶剂和未反应物减压馏除,从而得到了12.6g的由下述式(j)[化45]表示的生成物(含有亲油性基团的水解性有机硅烷化合物5)。ih-nmrδ0.2-0.3(-si-ch3)12hδ0.7(-(ch2)7ch2-si-,-sich2ch2ch2-si(och3)3)4hδ0.8(-sich2ch2ch2-si(och3)3)2hδ1.0-1.2(-n(ch2ch3)2)6hδ1.2-1.4(-(ch2)7-)14hδ1.5(-sich2ch2ch2-si(och3)3)2hδ1.6(-noc-ch2ch2(ch2)7ch2-si-)2hδ2.3(-noc-ch2-)2hδ3.2-3.4(-n(ch2ch3)2)4hδ3.5(-sich2ch2ch2-si(och3)3)9hδ7.5(-si-c6h4-si-)4h[实施例6]将放入反应容器中的1,4-双(二甲基甲硅烷基)苯31.1g(1.60×10-1mol)加热到80℃。接着,添加了氯铂酸/乙烯基硅氧烷络合物的甲苯溶液1.0×10-2g(以pt单质计,含有0.3×10-6mol)后,用3小时滴入由下述式(k)[化46]表示的化合物10.0g(3.20×10-2mol),加热搅拌6小时。然后,通过将溶剂和未反应物减压馏除,从而得到了15.2g的由下述式(l)[化47]表示的生成物。1h-nmrδ0.2-0.4(-si-ch3)12hδ0.7(-(ch2)7ch2-si-)2hδ0.9(-sch2(ch2)6ch3)3hδ1.2-1.5(-(ch2)7-,-sch2(ch2)6ch3)26hδ1.6(-soc-ch2ch2(ch2)7ch2-si-)2hδ2.3(-soc-ch2-)2hδ2.8(-sch2(ch2)6ch3)2hδ4.4(-si-h)1hδ7.5(-si-c6h4-si-)4h将放入反应容器中的上述得到的由下述式(l)[化48]表示的化合物10.0g(1.97×10-2mol)加热到80℃。接着,添加氯铂酸/乙烯基硅氧烷络合物的甲苯溶液1.0×10-2g(以pt单质计,含有0.3×10-6mol)后,滴入烯丙基三甲氧基硅烷6.41g(3.95×10-2mol),加热搅拌6小时。然后,通过将溶剂和未反应物减压馏除,从而得到了11.9g的由下述式(m)[化49]表示的生成物(含有亲油性基团的水解性有机硅烷化合物6)。1h-nmrδ0.2-0.3(-si-ch3)12hδ0.7(-(ch2)7ch2-si-,-sich2ch2ch2-si(och3)3)4hδ0.8-0.9(-sich2ch2ch2-si(och3)3,-sch2(ch2)6ch3)5hδ1.2-1.4(-(ch2)7-,-sch2(ch2)6ch3)26hδ1.5(-sich2ch2ch2-si(och3)3)2hδ1.6(-soc-ch2ch2(ch2)7ch2-si-)2hδ2.3(-soc-ch2-)2hδ2.8(-sch2(ch2)6ch3)2hδ3.5(-sich2ch2ch2-si(och3)3)9hδ7.5(-si-c6h4-si-)4h作为比较例,使用了以下的化合物。[比较例1]由下述式(n)表示的含有亲油性基团的水解性有机硅烷化合物7[化50]c2h5ooc-(ch2)10-si(och3)3(n)[比较例2]由下述式(o)表示的水解性有机硅烷化合物8[化51][比较例3]由下述式(p)表示的水解性有机硅烷化合物9[化52]表面处理剂的制备和固化被膜的形成使实施例1~6中得到的由式(b)、(d)、(f)、(g)、(j)、(m)表示的含有亲油性基团的水解性有机硅烷化合物1~6以及比较例1、2的由式(n)、(o)表示的水解性有机硅烷化合物7、8分别溶解于丙二醇单甲基醚以使浓度成为0.1质量%,进而使醋酸溶解以使浓度成为0.1质量%,制备了表面处理剂。然后,浸涂于康宁公司制gorilla玻璃,在120℃下使其固化30分钟,制作了膜厚3nm的固化被膜。使比较例3的由式(p)表示的水解性有机硅烷化合物9溶解于novec7200(3m公司制造、乙基全氟丁基醚)以使浓度成为0.1质量%,制备了表面处理剂。然后,浸涂于康宁公司制gorilla玻璃,在120℃下使其固化30分钟,制作了膜厚8nm的固化被膜。作为比较例4(空白),使用了什么也没有涂布的康宁公司制gorilla玻璃。亲油性的评价[初期防油性的评价]对于上述制作的形成有固化被膜的玻璃和未处理玻璃,使用接触角计dropmaster(协和界面科学株式会社制造),测定了固化被膜的对于油酸的接触角(亲油性)(液滴:2μl、温度:25℃、湿度(rh):40%)。将结果(初期油酸接触角)示于表1中。对于初期,实施例显示出良好的亲油性。指纹低可视性的评价[指纹可视性的评价]用1kg载荷使皮脂附着于上述制作的形成有固化被膜的玻璃和未处理玻璃,对于其可视性,采用以下4个等级通过目视进行了感官评价。将结果示于表1中。4:几乎没有看到指纹3:很少地看到指纹2:指纹浅,但可清楚地看到1:可清楚地看到指纹[雾度的评价]用1kg载荷使皮脂附着于上述制作的形成有固化被膜的玻璃和未处理玻璃,使用雾度计ndh5000(日本电色工业株式会社制造)测定了雾度。[折射率的评价]按照jisk0062评价了实施例1~6和比较例1~3的有机硅烷化合物的折射率。[表1]初期油酸接触角(°)指纹可视性雾度折射率实施例12243.21.48实施例22546.51.48实施例32144.11.48实施例42443.91.48实施例52343.51.48实施例62543.81.49比较例123212.31.43比较例226311.01.43比较例37219.31.31比较例435119.0-实施例1~6中,均完全没有看到指纹。另一方面,不含亚苯基的比较例1、不含羰基的比较例2中,均能够目视看到指纹。另外,为全氟聚醚化合物的比较例3中,不具有亲油性基团,清楚地看到了指纹。在采用雾度计的雾度的测定中,也是实施例的雾度的值均低,与感官评价的结果具有良好的相关关系。另外,对于折射率,也是更接近皮脂的折射率(约1.5)时对指纹的低可视性具有效果。当前第1页1 2 3 
技术特征:

1.由下述通式(1)表示的有机硅烷化合物:

[化1]

式中,a为-c(=o)or1、-c(=o)nr12、-c(=o)sr1和-p(=o)(or1)2中的任一个,r1为氢原子、碳原子数1~30的烷基、碳原子数6~30的芳基或碳原子数7~30的芳烷基,y独立地为2价的有机基团,r独立地为碳原子数1~4的烷基或苯基,x独立地为羟基或水解性基团,n为1~3的整数。

2.根据权利要求1所述的有机硅烷化合物,其中,在所述式(1)中,y为可包含选自-o-、-s-、-nr-、-c(=o)-、-c(=o)o-、-c(=o)nr-、-oc(=o)nr-、硅亚烷基、硅亚芳基、硅原子数2~10个的直链状、分支状或环状的2价的有机聚硅氧烷残基中的2价的基团、另外可包含碳原子数6~20的亚芳基的碳原子数2~30的亚烷基,其中,r为碳原子数1~4的烷基或苯基。

3.根据权利要求1或2所述的有机硅烷化合物,其中,在所述式(1)中,x各自独立地选自羟基、碳原子数1~10的烷氧基、碳原子数2~10的烷氧基取代烷氧基、碳原子数1~10的酰氧基、碳原子数2~10的烯氧基、卤素原子、肟基、异氰酸酯基和氰酸酯基。

4.根据权利要求1~3中任一项所述的有机硅烷化合物,其由下述式(2)表示:

[化2]

式中,r2为碳原子数1~20的烷基、碳原子数6~20的芳基或碳原子数7~20的芳烷基,m各自独立地为2~20的整数,x独立地为羟基或水解性基团。

5.根据权利要求1~4中任一项所述的有机硅烷化合物,其中,折射率为1.45以上。

6.表面处理剂,其含有根据权利要求1~5中任一项所述的有机硅烷化合物中的至少一种和/或其部分(水解)缩合物。

7.根据权利要求6所述的表面处理剂,其还包含溶剂。

8.根据权利要求6或7所述的表面处理剂,其还包含水解缩合催化剂。

9.根据权利要求6~8中任一项所述的表面处理剂,其给予25℃、相对湿度40%下的油酸接触角为30°以下的固化被膜。

10.根据权利要求6~9中任一项所述的表面处理剂,其给予用1kg载荷使皮脂附着于固化了的被膜时的雾度为10以下的固化被膜。

11.物品,其在表面具有根据权利要求6~10中任一项所述的表面处理剂的固化被膜。

12.使基材表面的基于jisk0062的折射率成为1.45~1.52的方法,其包括在基材表面形成根据权利要求6~10中任一项所述的表面处理剂的固化被膜的工序。

技术总结
通过使用由下式(1)表示的有机硅烷化合物,包含该(水解性)有机硅烷化合物和/或其部分(水解)缩合物的表面处理剂能够形成亲油性优异、同时具有接近皮脂的折射率的折射率的固化被膜。(A为‑C(=O)OR1、‑C(=O)NR12、‑C(=O)SR1和‑P(=O)(OR1)2中任一个,R1为氢原子、烷基、芳基或芳烷基,Y为2价有机基团,R为烷基或苯基,X为羟基或水解性基,n为1~3。)

技术研发人员:酒匈隆介;森圣矢;松田高至;山根祐治
受保护的技术使用者:信越化学工业株式会社
技术研发日:2018.09.26
技术公布日:2020.06.09

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