專利名稱：光學(xué)裝置表面處理方法以及由此制備的抗污跡制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及處理基材(特別是具有硬表面的基材，例如陶瓷或玻璃)以賦予其表面斥污性(例如斥油性和/或抗·指紋性)的方法，在另一個(gè)方面，本發(fā)明涉及由此處理的基材。
背景技術(shù)：
有許多含氟化合物組合物已被用作涂料組合物供施加于基材(例如，硬表面基材和纖維基材)以賦予低表面能特性如斥油性和/或斥水性(疏油性和/或疏水性)。但是，當(dāng)用于涂層或膜中時(shí)，許多含氟化合物材料往往會(huì)擴(kuò)散到涂層或膜的表面，并且隨時(shí)間推移而減損(例如，由于對(duì)表面的反復(fù)清潔造成)。這已引起使用具有反應(yīng)性基團(tuán)或官能團(tuán)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)，以允許共價(jià)附接至涂層、膜或基材表面。已(單獨(dú)地或與其他材料組合地)使用具有一個(gè)或多個(gè)含氟化合物基團(tuán)的硅烷化合物來制備用于基材(例如玻璃和陶瓷)的表面處理組合物。這樣的硅烷化合物通常包含一個(gè)或多個(gè)可水解基團(tuán)和至少一個(gè)多氟化烷基或聚醚基團(tuán)。對(duì)諸如觸摸面板和顯示器的光學(xué)元件進(jìn)行表面處理尤其具有挑戰(zhàn)性，因?yàn)槿耸种干系暮蜌堄辔锘蛭圹E與光學(xué)元件接觸后可能顯著削弱所顯示信息的可見性，并且還可能顯著玷污元件的外觀。因此，此類光學(xué)元件需要顯示具有卓越斥油性的表面處理(尤其是當(dāng)其由透明塑料制成時(shí))以及出色的耐劃傷性或耐磨損性的表面處理。已開發(fā)眾多含氟化合物表面處理，并且在其施加于基材的容易性方面(例如，由于粘度和/或溶解度的差異造成，一些處理甚至需要昂貴的氣相沉積或多個(gè)施加步驟)、在其必需的固化條件方面(例如，一些需要相當(dāng)高的固化溫度并持續(xù)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間)、在其排斥程度方面、在其清潔的容易性方面、在其光學(xué)清晰度方面和/或在其耐久性方面(例如，在其耐化學(xué)性、耐磨損性和/或耐溶劑性方面)不同。有許多含氟表面處理劑還至少有一定的基材專用性，這要求生產(chǎn)出多種組合物以確保附著于不同的基材。

發(fā)明內(nèi)容
因此，我們認(rèn)識(shí)到，對(duì)于能滿足多種不同的光學(xué)裝置應(yīng)用的性能要求的表面處理方法(以及用于其中的含氟化合物組合物)，存在著持續(xù)的需求。這類方法優(yōu)選將是簡(jiǎn)單的、成本效益性高的、與現(xiàn)有的制造方法相容和/或能夠賦予多種不同的基材排斥性(優(yōu)選耐久、定制的排斥性)。簡(jiǎn)單地講，在一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種表面處理方法。
所述方法包括(a)提供至少一種光學(xué)裝置，其包括至少一種基材，該基材具有至少一個(gè)主表面；(b)提供可固化的表面處理組合物，所述組合物包含(1)至少一種氟化有機(jī)硅烷化合物，其包含(i)選自多氟烷基、多氟醚、多氟聚醚以及它們的組合的單價(jià)鏈段(優(yōu)選地，多氟聚醚)和(ii)包含至少一個(gè)甲硅烷基部分的單價(jià)端基，所述甲硅烷基部分包含至少一個(gè)選自可水解基團(tuán)、羥基以及它們的組合的基團(tuán)(在下文中，由于單個(gè)端基(包含一個(gè)或多個(gè)甲硅烷基部分)的存在，故稱為“單足”氟化有機(jī)硅烷化合物)，和(2)至少一種氟化有機(jī)硅烷化合物，其包含(i)選自多氟烷烴(優(yōu)選地，多氟亞烷基)、多氟醚、多氟聚醚以及它們的組合的多價(jià)(優(yōu)選地，二價(jià))鏈段(優(yōu)選地，多氟聚醚)和(ii)至少兩個(gè)單價(jià)端基，每個(gè)單價(jià)端基獨(dú)立地包含至少一個(gè)甲硅烷基部分，所述甲硅烷基部分包含至少一個(gè)選自可水解基團(tuán)、羥基以及它們的組合的基團(tuán)(在下文中，由于多個(gè)端基(每個(gè)包含一個(gè)或多個(gè)甲硅烷基部分)的存在，故稱為“多足”氟化有機(jī)硅烷化合物)，以及(C)施加所述可固化的表面處理組合物至基材的至少一個(gè)主表面的至少一部分；以及(d)固化施加的可固化表面處理組合物以形成表面處理。優(yōu)選地，單價(jià)鏈段包含全氟烷基、全氟醚、全氟聚醚或它們的組合(更優(yōu)選地，全氟烷基、全氟聚醚或它們的組合；最優(yōu)選地，全氟聚醚)，和/或多價(jià)鏈段包含全氟烷烴、全氟醚、全氟聚醚或它們的組合(更優(yōu)選地，全氟烷烴、全氟聚醚或它們的組合；最優(yōu)選地，全氟聚醚)。已發(fā)現(xiàn)，有效的光學(xué)裝置表面處理組合物可通過將單足氟化有機(jī)硅烷與多足(優(yōu)選地，二足)氟化有機(jī)硅烷合并來制備。所得組合物可固化以形成具有低表面能特性的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。單足和多足組分可順序地(以任一順序)施加至表面并然后固化，但優(yōu)選地，可合并單足和多足組分以形成混合物，然后將該混合物施加至基材表面。令人驚奇的是，相對(duì)于通過順序施加所述組分或通過單獨(dú)施加任一組分所形成的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，通過此類預(yù)先形成的混合物的施加和固化所形成的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)可具有協(xié)同增強(qiáng)的低表面能特性(例如，顯著更高的水接觸角)?？筛鶕?jù)各種不同光學(xué)裝置應(yīng)用的要求通過改變單足氟化有機(jī)硅烷的性質(zhì)和相對(duì)量以及多足氟化有機(jī)硅烷和的性質(zhì)和相對(duì)量來定制交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的性質(zhì)。具體地講，可使用氟化有機(jī)硅烷化合物(尤其是單足氟化有機(jī)硅烷)的有機(jī)氟或雜有機(jī)氟含量來改變或調(diào)整交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的表面性質(zhì)，以用于其中氟的存在可能有利的光學(xué)裝置應(yīng)用(例如，要求一定的低表面能特性的光學(xué)裝置應(yīng)用)中。使用少至約0.01重量％的單足氟化有機(jī)硅烷化合物(基于表面處理組合物的總重量)就能在交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中提供有用的低表面能特性。交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)可顯示出例如與水高達(dá)約130度和與十六烷高達(dá)約80度的前進(jìn)接觸角。表面處理組合物因此可用作含氟化合物表面處理以賦予多種基材相對(duì)高程度的疏水性和/或疏油性(例如用于表面保護(hù)或提高抗污跡性和/或清潔方便性)。所述可固化表面處理組合物可以溶解在多種溶劑(包括含氟化合物和非含氟化合物溶劑)的任一種中并然后涂布在期望的基材上。涂布的組合物可通過施加熱(例如，約150°C的溫度維持約30分鐘可能有用)進(jìn)行固化，以提供相對(duì)高度地交聯(lián)的相對(duì)薄(例如，厚度小于約500納米(nm))的相對(duì)光學(xué)透明的硬涂層。除了硬涂層的低表面能特性(例如，斥水性、斥油性、斥墨性和/或斥污性和防污性以及防涂鴉性)以外，硬涂層還可具有紫外透明性、耐腐蝕性、熱穩(wěn)定性、耐火性、耐化學(xué)性、耐磨損性等。硬涂層可顯示出對(duì)多種不同的基材(例如玻璃、木材、金屬和陶瓷)的附著。令人驚奇的是，可通過使用相對(duì)簡(jiǎn)單的施加方法(例如，通過浸涂或噴涂并然后固化)賦予基材(尤其是具有硅質(zhì)表面的基材)相對(duì)耐久的排斥特性。因此，本發(fā)明方法的至少一些實(shí)施例滿足以上所述的對(duì)于這樣的處理方法(以及用于其中的含氟化合物組合物)的·持續(xù)需求，所述處理方法(以及用于其中的含氟化合物組合物)能實(shí)現(xiàn)多種不同的光學(xué)裝置表面處理應(yīng)用的性能要求，同時(shí)優(yōu)選地簡(jiǎn)單、高性價(jià)t匕、與現(xiàn)有制造方法相容和/或能夠賦予多種不同的基材以排斥性(優(yōu)選地，耐久、定制的排斥性)。硬涂層(它們通常具有出色的耐久性、附著性和排斥性)可廣泛用于需要耐久的低表面能特性的光學(xué)裝置應(yīng)用(例如，用于光學(xué)裝置中的諸如觸摸屏、顯示器等光學(xué)元件的易于清潔和/或抗污跡的涂層，所述光學(xué)裝置包括移動(dòng)電話、計(jì)算機(jī)、電視、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、儀表、自動(dòng)取款機(jī)(ATM)、數(shù)字手持設(shè)備、數(shù)字游戲控制臺(tái)等)。在另一方面，本發(fā)明還提供包括至少一種光學(xué)裝置的抗污跡制品，所述光學(xué)裝置包含至少一種具有至少一個(gè)主表面的基材，所述基材在至少一個(gè)主表面的至少一部分上經(jīng)受通過上述本發(fā)明方法制備的表面處理。
具體實(shí)施例方式在以下詳細(xì)說明中，描述了各組數(shù)值范圍(例如，特定部分中的碳原子數(shù)的數(shù)值范圍、特定組分的量的數(shù)值范圍等等)，并且在每組數(shù)值范圍內(nèi)，范圍的任何下限可與范圍的任何上限配對(duì)。這種數(shù)值范圍另外旨在包括包含在該范圍內(nèi)的所有數(shù)(例如，I至5包括1,1.5,2,2.75,3,3.80、4、5 等等)。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“和/或”意指所列要素的一個(gè)或全部，或所列要素的任何兩個(gè)或更多個(gè)的組合。術(shù)語(yǔ)“優(yōu)選的”和“優(yōu)選地”是指本發(fā)明的實(shí)施例在某些情況下可提供一定的益處。然而，其他實(shí)施例在相同或其他情況下也可能是優(yōu)選的。此外，對(duì)一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的表述并不暗示其他實(shí)施例是不可用的，且并非意圖將其他實(shí)施例排除在本發(fā)明范圍之外。當(dāng)術(shù)語(yǔ)“包含”及其變型出現(xiàn)在說明書和權(quán)利要求中時(shí)不具有限制的意思。本文所用的“一種(個(gè))”、“所述(該)”、“至少一種(個(gè))”以及“一種或多種(一個(gè)或多個(gè))”可互換使用。上述“發(fā)明內(nèi)容”部分并非旨在描述本發(fā)明的每個(gè)實(shí)施例或每種實(shí)施方式。以下具體實(shí)施方式
更具體地描述了示例性實(shí)施例。在整個(gè)具體實(shí)施方式
中，通過實(shí)例的列表提供指導(dǎo)，這些實(shí)例可以各種組合使用。在每種情況下，所述列表僅用作代表性的組類，并且不應(yīng)解釋為排他性列表。定義如本專利申請(qǐng)中所用的:
“羰基”是指式-(CO)-的二價(jià)基團(tuán)；“羰基亞氨基”是指式-(CO)NR-的二價(jià)基團(tuán)或部分，其中R為氫、烷基(例如，選自具有I至約4個(gè)碳原子的烷基基團(tuán))或芳基；“羰氧基”是指式-(CO)O-的二價(jià)基團(tuán)或部分；“鏈中雜原子”是指取代碳鏈中的一個(gè)或多個(gè)碳原子的不是碳的原子(例如氧、氮或硫)(例如以形成碳-雜原子-碳鏈或碳-雜原子-雜原子-碳鏈)；“固化”是指向交聯(lián)聚合物網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)化(例如，通過熱和/或濕氣的施加)；“氟代”(例如，涉及基團(tuán)或部分，如“氟亞烷基”或“氟烷基”或“氟烴”的情況)或“氟化”是指僅部分氟化，以至至少存在一個(gè)鍵合碳的氫原子；“含氟”指氟化或全氟化；·“雜有機(jī)”是指含有至少一個(gè)雜原子(優(yōu)選至少一個(gè)鏈中雜原子)的有機(jī)基團(tuán)或部分(例如烷基或亞烷基基團(tuán))；“可水解”(關(guān)于基團(tuán)或部分)是指可通過pH為1-10的液態(tài)水的作用在大氣壓力條件下從其所鍵合于的原子裂解或移除；“羥基甲硅烷基”是指包含直接鍵合于羥基基團(tuán)的硅原子的單價(jià)部分或基團(tuán)(例如，羥基甲硅烷基部分可以具有式-Si (R) 3_p(OH)p，其中p為1、2或3的整數(shù)并且R為可水解的或不可水解的基團(tuán))；“亞氨基羰基亞氨基”是指式-N(R)-C (O)-N(R)-的二價(jià)基團(tuán)或部分，其中R為氫、烷基(例如，選自具有I至約4個(gè)碳原子的烷基基團(tuán))或芳基；“低聚物”是指包含至少兩個(gè)重復(fù)單元并且分子量小于其纏結(jié)分子量的分子；與聚合物不同，當(dāng)除去或加入一個(gè)重復(fù)單元時(shí)，上述分子在特性上表現(xiàn)出顯著的改變；“光學(xué)裝置”是指包括至少一個(gè)顯示器的制品(例如移動(dòng)電話、計(jì)算機(jī)、電視、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、儀表、自動(dòng)取款機(jī)(ATM)、數(shù)字手持裝置等等)；“氧基”指式-0-的二價(jià)基團(tuán)或部分；“氧基羰基亞氨基”是指式-O-C(O)-N(R)-的二價(jià)基團(tuán)或部分，其中R為氫、烷基(例如，選自具有I至約4個(gè)碳原子的烷基基團(tuán))或芳基；“氧基羰氧基”是指式-0 (CO) 0-的二價(jià)基團(tuán)或部分；“全氟”(例如，涉及基團(tuán)或部分，如“全氟亞烷基”或“全氟烷基”或“全氟化碳”的情況)或“全氟化”是指完全氟化，以使得除非另外指明，否則不存在可由氟置換的鍵合碳的氫原子；“全氟醚”是指具有兩個(gè)與氧原子連接的飽和或不飽和全氟化碳(直鏈的、支鏈的、環(huán)狀的(優(yōu)選脂環(huán)的)或它們的組合)的基團(tuán)或部分(即存在一個(gè)鏈中氧原子)；“全氟聚醚基團(tuán)(或鏈段或部分)”是指具有三個(gè)或更多個(gè)與氧原子連接的飽和或不飽和全氟化碳(直鏈、支鏈、環(huán)狀的(優(yōu)選脂環(huán)的)或者它們的組合)的基團(tuán)或部分(即存在至少兩個(gè)鏈中氧原子)；“多氟”(例如，關(guān)于基團(tuán)或部分，例如在“多氟烷基”或“多氟聚醚”或“多氟烴”的情況下)或“多氟化”是指氟化或全氟化；“亞磺酰基”是指式-SO-的二價(jià)基團(tuán)或部分；“磺酰基”是指式-SO2-的二價(jià)基團(tuán)或部分；
“磺酰亞氨基”是指式-SO2N(R)-的二價(jià)基團(tuán)或部分，其中R為氫、烷基(例如，選自具有I至約4個(gè)碳原子的烷基基團(tuán))或芳基；和“硫代”是指式-S-的二價(jià)基團(tuán)或部分。氟化有機(jī)硅烷化合物適用于本發(fā)明的方法中的氟化有機(jī)硅烷化合物包括那些單足氟化有機(jī)硅烷化合物，所述單足氟化有機(jī)硅烷化合物包含(a)選自多氟烷基、多氟醚、多氟聚醚以及它們的組合的單價(jià)鏈段(優(yōu)選地，多氟聚醚)和(b)包含至少一個(gè)甲硅烷基部分(優(yōu)選地，I至約20個(gè)；更優(yōu)選地，1至·約5個(gè)；最優(yōu)選地，I或2個(gè))的單價(jià)端基，所述甲硅烷基部分包含至少一個(gè)選自可水解基團(tuán)、羥基以及它們的組合的基團(tuán)。合適的氟化有機(jī)硅烷化合物還包括那些多足氟化有機(jī)硅烷化合物，所述多足氟化有機(jī)硅烷化合物包含(a)選自多氟烷烴(優(yōu)選地，多氟亞烷基)、多氟醚、多氟聚醚以及它們的組合(優(yōu)選地，多氟聚醚)的多價(jià)(優(yōu)選地，二價(jià))鏈段和(b)至少兩個(gè)單價(jià)端基，每個(gè)單價(jià)端基獨(dú)立地包含至少一個(gè)甲硅烷基部分(優(yōu)選地，I至約20個(gè)；更優(yōu)選地，I至約5個(gè)；最優(yōu)選地，I或2個(gè))，所述甲硅烷基部分包含至少一個(gè)選自可水解基團(tuán)、羥基以及它們的組合的基團(tuán)。在本發(fā)明方法的實(shí)施中，如上所述，單足和多足氟化有機(jī)硅烷化合物可以組合地使用。當(dāng)化合物的單價(jià)和/或多價(jià)鏈段是氟化的而非全氟化的時(shí)，優(yōu)選鏈段中每?jī)蓚€(gè)碳原子存在不超過一原子的氫。氟化有機(jī)硅烷化合物的單價(jià)和/或多價(jià)鏈段優(yōu)選是全氟化的。優(yōu)選地，單足化合物的單價(jià)鏈段包含全氟烷基、全氟醚、全氟聚醚或它們的組合(更優(yōu)選地，全氟烷基、全氟聚醚或它們的組合；最優(yōu)選地，全氟聚醚)，和/或多足化合物的多價(jià)鏈段包含全氟烷烴、全氟醚、全氟聚醚或它們的組合(更優(yōu)選地，全氟烷烴、全氟聚醚或它們的組合；最優(yōu)選地，全氟聚醚)。一類單足氟化有機(jī)硅烷化合物包括可由下面的通式表示的那些:Rf-Q-[C(R)「Si (Y)3_x (Rla) Jy I其中，Rf為選自多氟烷基、多氟醚、多氟聚醚以及它們的組合的單價(jià)鏈段；Q為二價(jià)或三價(jià)連接基團(tuán)(優(yōu)選地，共價(jià)鍵或有機(jī)或雜有機(jī)二價(jià)或三價(jià)連接基團(tuán)(優(yōu)選地，二價(jià)));每個(gè)R獨(dú)立地為氫或CV4烷基基團(tuán)(優(yōu)選地，氫)；每個(gè)Y獨(dú)立地為羥基、可水解基團(tuán)或它們的組合；每個(gè)Rla獨(dú)立地為不可水解的基團(tuán)(優(yōu)選地，C1^8烷基、苯基或它們的組合；更優(yōu)選地，CV2烷基、苯基或它們的組合；最優(yōu)選地，CV2烷基或它們的組合)；每個(gè)X獨(dú)立地為O、I或2的整數(shù)(優(yōu)選地，0) ;y為I或2的整數(shù)(優(yōu)選I)。一類多足氟化有機(jī)硅烷化合物包括可由下面的通式表示的那些:R，f [Q-[C(R)「Si (Y) 3_x(Rla) Jy]z II其中，R’ 選自多氟烷烴、多氟醚、多氟聚醚以及它們的組合的z-價(jià)鏈段；每個(gè)Q獨(dú)立地為二價(jià)或三價(jià)連接基團(tuán)(優(yōu)選地，共價(jià)鍵或有機(jī)或雜有機(jī)二價(jià)或三價(jià)連接基團(tuán)(優(yōu)選地，二價(jià)))；每個(gè)R獨(dú)立地為氫或CV4烷基基團(tuán)(優(yōu)選地，氫)；每個(gè)Y獨(dú)立地為羥基、可水解基團(tuán)或它們的組合；每個(gè)Rla獨(dú)立地為不可水解的基團(tuán)(優(yōu)選地，CV8烷基、苯基或它們的組合；更優(yōu)選地，C1^2烷基、苯基或它們的組合；最優(yōu)選地，C1^2烷基或它們的組合)；每個(gè)X獨(dú)立地為0、1或2的整數(shù)(優(yōu)選地，0);每個(gè)y獨(dú)立地為I或2的整數(shù)(優(yōu)選地，I) ；z為
2、3或4的整數(shù)(優(yōu)選地，2)。
優(yōu)選地，Rf和/或1 %包含至少約四個(gè)全氟化碳原子(更優(yōu)選地，包含至少約四個(gè)全氟化碳原子的全氟烷基(例如，C4F9_*C6F13_或C8F17J、全氟亞烷基、全氟醚或全氟聚醚基團(tuán)或它們的組合；甚至更優(yōu)選地，包含至少約四個(gè)全氟化碳原子的全氟烷基、全氟亞烷基或全氟聚醚基團(tuán)或它們的組合；最優(yōu)選地，包含至少約四個(gè)全氟化碳原子的全氟聚醚基團(tuán))。優(yōu)選地，Rf和/或R’ f (其可是飽和的或不飽和的；優(yōu)選地，飽和的)包含約4至約35個(gè)全氟化碳原子(更優(yōu)選地，約6或8或9至約25個(gè)全氟化碳原子；最優(yōu)選地，約10至約17、18或20個(gè)全氟化碳原子)。優(yōu)選的Rf和/或R’ f基團(tuán)包括可為直鏈的、支鏈的、環(huán)狀的(優(yōu)選地，脂環(huán)族的)或它們的組合的全氟聚醚基團(tuán)或鏈段。全氟聚醚基團(tuán)或鏈段可為飽和的或不飽和的(優(yōu)選地，飽和的)?？捎玫娜勖鸦鶊F(tuán)的代表性例子包括但不限于具有選自-(CpF2p)-,-(CpF2pO)-、-(CF (Z)) -、- (CF (Z) 0) -、- (CF (Z) CpF2pO) -、- (CpF2pCF (Z) 0) -、- (CF2CF (Z) 0)-以及它們的組合的全氟化重復(fù)單元的那些，其中P為I至約10的整數(shù)(優(yōu)選地，I至約8 ;更優(yōu)選地，I至約6 ;甚至更優(yōu)選地，I至約4 ;最優(yōu)選地，·I至約3) ；Z選自全氟烷基、全氟醚、全氟聚醚和全氟烷氧基基團(tuán)(以及它們的組合)，所述基團(tuán)為直鏈的、支鏈的、環(huán)狀的或它們的組合，并且具有小于或等于約12個(gè)碳原子(優(yōu)選地，小于或等于約10個(gè)碳原子；更優(yōu)選地，小于或等于約8個(gè)碳原子；甚至更優(yōu)選地，小于或等于約6個(gè)碳原子；還更優(yōu)選地，小于或等于約4個(gè)碳原子；最優(yōu)選地，小于或等于約3個(gè)碳原子)和/或小于或等于約4個(gè)氧原子(優(yōu)選地，小于或等于約3個(gè)氧原子；更優(yōu)選地，小于或等于約2個(gè)氧原子；最優(yōu)選地，0或I個(gè)氧原子)。在這些全氟聚醚結(jié)構(gòu)中，不同的重復(fù)單元可以以嵌段、交替或無規(guī)排列進(jìn)行合并以形成全氟聚醚基團(tuán)。有利地，多氟聚醚鏈段包含選自-(CpF2pO)_、-(CF(Z)O)-、-(CF(Z)CpF2pO)-, -(CpF2pCF(Z)O)-、-(CF2CF(Z)O)-以及它們的組合的全氟化重復(fù)單元；更有利地，包含選自-(CpF2pO) -、- (CF (Z) 0)-以及它們的組合的全氟化重復(fù)單元。對(duì)于這些實(shí)施例中的一些，P為I至4的整數(shù)；或I至3的整數(shù)；或I或2。對(duì)于這些實(shí)施例中的某些，Z為-CF3基團(tuán)。當(dāng)全氟聚醚基團(tuán)或鏈段是單價(jià)時(shí)，其端基可例如為(CpF2p+1)_或(CpF2p+10)-，其中P如上面段落中所定義?？捎玫膯蝺r(jià)全氟聚醚基團(tuán)或鏈段的代表性例子包括但不限于 C3F7O(CF(CF3)CF2O)nCF(CF3)' C3F7O(CF(CF3)CF2O)nCF2CF2' C3F7O(CF2CF2CF2O)nCF2CF2'C3F7O (CF2CF2CF2O)nCF (CF3)-、CF3O(C2F4O)nCF2-, CF3O(CF2O)n(C2F4O) qCF2-, F (CF2) 30 (C3F6O)q(CF2) 3-和 CF3O (CF2CF (CF3) 0)n(CF2O) X-(其中，X 為 CF2-, C2F4-, C3F6-或 C4F8-)(其中，n 的平均值為0至約50、約I至約50、約3至約30、約3至約15或約3至約10 ；q的平均值為0至約50、約3至約30、約3至約15或約3至約10)?？捎玫亩r(jià)全氟聚醚基團(tuán)或鏈段的代表性例子包括(但不限于)-CF2O(CF2O)n (C2F4O)qCF2' -CF2O(C2F4O)qCF2' -(CF2)3O(C4F8O)q(CF2)3' -CF (CF3) 0 (CF (CF3) CF2O)nCF (CF3) _，以及-CF (CF3) (OCF2CF (CF3)) s0CtF2t0 (CF (CF3) CF2O) qCF (CF3)-(其中 n 和 q 如上面所定義;s的平均值為0至約50、約I至約50、約3至約30、約3至約15或約3至約10 ；q與s的和(即，q+s)的平均值為0至約50或約4至約40 ;q與n的和(即，q+n)大于0 ;并且t為約2至約6的整數(shù)(優(yōu)選地，2至約4的整數(shù)；更優(yōu)選地，約4))。優(yōu)選地，全氟聚醚鏈段為單價(jià)或二價(jià)的，和/或全氟聚醚鏈段包含至少一個(gè)二價(jià)的六氟亞丙氧基(-CF (CF3) -CF2O-)。優(yōu)選的全氟聚醚鏈段包括F [CF (CF3) CF2O] aCF (CF3)-(或者如上所表示，C3F7O (CF (CF3) CF2O)nCF (CF3)，其中n+1 = a)，其中a的平均值為約4至約20 ；以及-CF(CF3) (OCF2CF(CF3))b0_(CtF2t)-0(CF(CF3)CF2O)cCF(CF3)-，其中 t 為 2、3 或 4，并且b+c 的平均值為約 4 至約 24 ；以及-CF2O(CF2O)n(C2F4O)qCF2-；以及-CF2O(C2F4O) ,CF2-，其中n+q的平均值或q為約4至約24 (最優(yōu)選地，約9)。這種全氟聚醚鏈段可通過六氟環(huán)氧丙烷的低聚化獲得，并且可因?yàn)樗鼈兿鄬?duì)良性的環(huán)境性質(zhì)而為優(yōu)選的。前述多氟聚醚結(jié)構(gòu)為代表低聚物和/或聚合物的分布的大致平均結(jié)構(gòu)。因此，指示結(jié)構(gòu)中重復(fù)單元數(shù)的下標(biāo)可為非整數(shù)。有機(jī)或雜有機(jī)二價(jià)或三價(jià)連接基團(tuán)Q可包含可為飽和或不飽和的直鏈、支鏈或環(huán)狀結(jié)構(gòu)。二價(jià)或三價(jià)連接基團(tuán)Q任選地包含一個(gè)或多個(gè)選自硫、氧和氮的雜原子，和/或任選地含一個(gè)或多個(gè)選自酯(羰氧基)、酰氨基(羰基亞氨基)、亞磺酰氨基(磺酰亞氨基)、羰基、碳酸酯(氧基羰氧基)、亞脲基(亞氨基羰基亞氨基)、氨基甲酸酯(氧基羰基亞氨基)、硫基、磺?；?、亞硫?；约八鼈兊慕M合的官能團(tuán)(優(yōu)選地，亞磺酰氨基、酰氨基、硫基或它們的組合；更優(yōu)選地，酰氨基、硫基或它們的組合；最優(yōu)選地，酰氨基)。對(duì)于彎曲強(qiáng)度，Q有利地包含具有不少于2個(gè)碳原子的鏈段，所述鏈段直接鍵合至-C (R)2-基團(tuán)。對(duì)于這種實(shí)施例，一般來說Q包含不超過約25個(gè)碳原子。Q優(yōu)選對(duì)水解和其他化學(xué)轉(zhuǎn)化(如親核攻擊)基本上是穩(wěn)定的。當(dāng)存在不止一個(gè)Q基團(tuán)時(shí)，Q基團(tuán)可以是相同的或不同的。對(duì)于某些實(shí)施例，包括上述實(shí)施例中的任何一個(gè)，Q包含有機(jī)或雜有機(jī)連接基團(tuán)如-C (0) N (R) - (CH2) k-、-S (0) 2N (R) - (CH2) k-、- (CH2) k-、-CH2O- (CH2) k-、-C (0) S- (CH2)k-、-CH2OC (O)N (R)-(CH2) k-權(quán)利要求
1.一種方法，包括: (a)提供至少一種光學(xué)裝置，其包括至少一種基材，所述基材具有至少一個(gè)主表面； (b)提供可固化的表面處理組合物，所述組合物包含: (1)至少一種氟化有機(jī)硅烷化合物，所述氟化有機(jī)硅烷化合物包含(i)選自多氟烷基、多氟醚、多氟聚醚以及它們的組合的單價(jià)鏈段和(ii)包含至少一個(gè)甲硅烷基部分的單價(jià)端基，所述甲硅烷基部分包含至少一個(gè)選自可水解基團(tuán)、羥基以及它們的組合的基團(tuán)，以及 (2)至少一種氟化有機(jī)硅烷化合物，所述氟化有機(jī)硅烷化合物包含(i)選自多氟烷烴、多氟醚、多氟聚醚以及它們的組合的多價(jià)鏈段和(ii)至少兩個(gè)單價(jià)端基，每個(gè)所述單價(jià)端基獨(dú)立地包含至少一個(gè)甲硅烷基部分，所述甲硅烷基部分包含至少一個(gè)選自可水解基團(tuán)、羥基以及它們的組合的基團(tuán)； (c)將所述可固化的表面處理組合物施加至所述基材的至少一個(gè)主表面的至少一部分；以及 (d)固化所述施加的可固化表面處理組合物以形成表面處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述基材選自木材、玻璃、礦物、聚合物、金屬、金屬合金、金屬化合物、皮革 、羊皮紙、紙張、紡織品、涂漆面以及它們的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的方法，其中所述單價(jià)鏈段包括全氟烷基、全氟醚、全氟聚醚或它們的組合，和/或所述多價(jià)鏈段包括全氟烷烴、全氟醚、全氟聚醚或它們的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或任何其他前述權(quán)利要求所述的方法，其中所述單價(jià)鏈段和/或所述多價(jià)鏈段包括多氟聚醚。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或任何其他前述權(quán)利要求所述的方法，其中所述多價(jià)鏈段是二價(jià)的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或任何其他前述權(quán)利要求所述的方法，其中每個(gè)所述單價(jià)端基獨(dú)立地包含I至20個(gè)所述甲硅烷基部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或任何其他前述權(quán)利要求所述的方法，其中所述包含單價(jià)鏈段的氟化有機(jī)硅烷化合物由下面的通式表示:Rf-Q-[C(R)2-Si (Y)3_x (Rla) Jy I 其中，Rf為選自多氟烷基、多氟醚、多氟聚醚以及它們的組合的單價(jià)鏈段；Q為二價(jià)或三價(jià)連接基團(tuán)；每個(gè)R獨(dú)立地為氫或CV4烷基；每個(gè)Y獨(dú)立地為羥基、可水解基團(tuán)或它們的組合；每個(gè)Rla獨(dú)立地為不可水解的基團(tuán)；每個(gè)X獨(dú)立地為0、1或2的整數(shù)；y為I或2的整數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述Rf包含4到35個(gè)全氟化的碳原子，所述Rf包括至少一個(gè)二價(jià)的六氟亞丙氧基(-CF (CF3) -CF2O-)，所述Q為二價(jià)的，每個(gè)所述Rla獨(dú)立地為Ci_8燒基、苯基或它們的組合,每個(gè)所述R為氫，每個(gè)所述X為0,和/或所述y為I。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或權(quán)利要求8所述的方法，其中所述Rf為F[CF (CF3) CF2O] aCF (CF3) _，其中a的平均值為4至20。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或權(quán)利要求8所述的方法，其中所述Rf為C3F7O(CF (CF3) CF2O)nCF (CF3) _，并且所述 Q-C (R) 2-Si (Y) 3_x (Rla) x 為 C (0) NH (CH2) 3Si (Y) 3、(CH2) 3_S_ (CH2) 3Si (Y) 3或它們的組合，其中n為3至50。
11.根據(jù)權(quán)利要求7或權(quán)利要求8-10中任一項(xiàng)所述的方法，其中每個(gè)所述Q獨(dú)立地包含至少一個(gè)選自硫、氧和氮的雜原子，和/或包含至少一個(gè)選自酯(羰氧基)、酰氨基(羰基亞氨基)、亞磺酰氨基(磺酰亞氨基)、羰基、碳酸酯(氧基羰氧基)、亞脲基(亞氨基羰基亞氣基)、氣基甲酸酷(氧基擬基亞氣基)、硫基、橫酸基、亞硫酸基以及它們的組合的官能團(tuán)。
12.根據(jù)權(quán)利要求7或權(quán)利要求8-11中任一項(xiàng)所述的方法，其中每個(gè)所述Q獨(dú)
13.根據(jù)權(quán)利要求7或權(quán)利要求8-12中任一項(xiàng)所述的方法，其中每個(gè)所述Y獨(dú)立地選自羥基、氫、鹵素、烷氧基、酰氧基、芳氧基、聚亞烷氧基以及它們的組合。
14.根據(jù)權(quán)利要求7或權(quán)利要求8-13中任一項(xiàng)所述的方法，其中每個(gè)所述Y獨(dú)立地為燒氧基。
15.根據(jù)權(quán)利要求1或任何其他前述權(quán)利要求所述的方法，其中所述包含多價(jià)鏈段的氟化有機(jī)硅烷化合物由下面的通式表示:R，f KKC(R)2-Si (Y)3_x (Rla)Jy]z II 其中，R’丨為選自多氟烷烴、多氟醚、多氟聚醚以及它們的組合的Z-價(jià)鏈段；每個(gè)Q獨(dú)立地為二價(jià)或三價(jià)連接基團(tuán)；每個(gè)R獨(dú)立地為氫或Q_4烷基；每個(gè)Y獨(dú)立地為羥基、可水解基團(tuán)或它們的組合；每個(gè)Rla獨(dú)立地為不可水解的基團(tuán)；每個(gè)X獨(dú)立地為0、1或2的整數(shù)；每個(gè)y獨(dú)立地為I或2的整數(shù)；并且z為2、3或4的整數(shù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述R’f包含4至35個(gè)全氟化碳原子；所述R’f包含至少一個(gè)二價(jià)的六氟亞丙氧基基團(tuán)(-CF(CF3)-CF2O-);每個(gè)所述Q獨(dú)立地為二價(jià)連接基團(tuán)；每個(gè)所述Rla獨(dú)立地為Ci_8烷基、苯基或它們的組合；每個(gè)所述R為氫；每個(gè)所述X為0 ;每個(gè)所述y為I ;和/或所述z為2。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或權(quán)利要求16所述的方法，其中所述R’f選自-CF (CF3)(OCF2CF (CF3))b0- (CtF2t) -0 (CF (CF3) CF2O) cCF (CF3)-，其中 t 為 2、3 或 4，而 b+c 的平均值為 4至 24 ；-CF2O (CF2O) n (C2F4O) ,CF2-，其中 n+q 的平均值為 4 至 24 ;以及-CF2O (C2F4O) ,CF2-，其中q的平均值為4至24。
18.根據(jù)權(quán)利要求15或權(quán)利要求16所述的方法，其中所述R’f為-CF2O(CF2O)n(C2F4O),CF2-,并且所述 Q-C (R) 2-Si (Y) 3_x (Rla) x 為 C (0) NH (CH2) 3Si (Y) 3、(CH2) 3_S_ (CH2) 3Si (Y) 3 或它們的組合，其中n為I至50，q為3至40。
19.根據(jù)權(quán)利要求15或權(quán)利要求16-18中任一項(xiàng)所述的方法，其中每個(gè)所述Q獨(dú)立地包含至少一個(gè)選自硫、氧和氮的雜原子，和/或包含至少一個(gè)選自酯(羰氧基)、酰氨基(羰基亞氨基)、亞磺酰氨基(磺酰亞氨基)、羰基、碳酸酯(氧基羰氧基)、亞脲基(亞氨基羰基亞氨基)、氨基甲酸酯(氧基羰基亞氨基)、硫基、磺?；?、亞硫酰基以及它們的組合的官能團(tuán)。
20.根據(jù)權(quán)利要求15或權(quán)利要求16-19中任一項(xiàng)所述的方法，其中每個(gè)所述Q獨(dú)立地選自-C (O) N (R) - (CH2) k-、-S (0) 2N (R) - (CH2) k-、- (CH2) k-、-CH2O- (CH2) k-、-C (0)
21.根據(jù)權(quán)利要求15或權(quán)利要求16-20中任一項(xiàng)所述的方法，其中每個(gè)所述Y獨(dú)立地選自羥基、氫、鹵素、烷氧基、酰氧基、芳氧基、聚亞烷氧基以及它們的組合。
22.根據(jù)權(quán)利要求15或權(quán)利要求16-21中任一項(xiàng)所述的方法，其中每個(gè)所述Y獨(dú)立地為燒氧基。
23.根據(jù)權(quán)利要求1或任何其他前述權(quán)利要求所述的方法，其中所述施加包括以所述包含單價(jià)鏈段的氟化有機(jī)硅烷與所述包含多價(jià)鏈段的氟化有機(jī)硅烷的預(yù)形成混合物施加所述可固化的表面處理組合物。
24.一種方法，包括 (a)提供至少一種光學(xué)裝置，其包括至少一種基材，所述基材具有至少一個(gè)主表面； (b)提供可固化的表面處理組合物，所述可固化的表面處理組合物通過合并如下組分提供: (1)由下式表示的多氟聚醚硅烷C3F7O(CF(CF3)CF2O)nCF(CF3)-C(0)NH-(CH2)3Si (Y)3、C3F7O (CF (CF3) CF2O) nCF (CF3) - (CH2) 3-S- (CH2) 3Si (Y) 3 或它們的組合，其中每個(gè) Y 獨(dú)立地為羥基、可水解基團(tuán)或它們的組合，n為3至50，以及(2)由下式表示的多氟聚醚硅烷(Y)3Si (CH2) 3-NHC (0) -CF2O (CF2O) n (C2F4O) ,CF2-C (0)NH- (CH2) 3Si (Y) 3、(Y) 3Si (CH2) 3-S- (CH2) 3_CF20 (CF2O) n (C2F4O) qCF2- (CH2) 3-S- (CH2) 3Si (Y) 3 或它們的組合，其中每個(gè)Y獨(dú)立地為羥基、可水解基團(tuán)或它們的組合，n為I至50，q為3至40 ； (C)將所述可固化的表面處理組合物施加至所述基材的至少一個(gè)主表面的至少一部分；以及 (d)固化所述施加的可固化表面處理組合物以形成表面處理。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中每個(gè)所述Y獨(dú)立地為烷氧基。
26.—種包括至少一個(gè)光學(xué)裝置的制品，所述光學(xué)裝置包括具有至少一個(gè)主表面的至少一種基材，所述基材在至少一個(gè)所述主表面的至少一部分上經(jīng)受根據(jù)權(quán)利要求1或任何其他前述權(quán)利要求所述的方法制得的表面處理。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種表面處理方法，包括(a)提供至少一種光學(xué)裝置；(b)提供可固化的表面處理組合物，所述組合物包含(1)至少一種氟化有機(jī)硅烷化合物，所述氟化有機(jī)硅烷化合物包含(i)選自多氟烷基、多氟醚、多氟聚醚以及它們的組合的單價(jià)鏈段和(ii)包含至少一個(gè)甲硅烷基部分的單價(jià)端基，所述甲硅烷基部分包含至少一個(gè)選自可水解基團(tuán)、羥基以及它們的組合的基團(tuán)，和(2)至少一種氟化有機(jī)硅烷化合物，所述氟化有機(jī)硅烷化合物包含(i)多價(jià)鏈段，所述多價(jià)鏈段選自多氟烷烴、多氟醚、多氟聚醚以及它們的組合，和(ii)至少兩個(gè)單價(jià)端基，每個(gè)所述單價(jià)端基獨(dú)立地包含至少一個(gè)甲硅烷基部分，所述甲硅烷基部分包含至少一個(gè)選自可水解基團(tuán)、羥基以及它們的組合的基團(tuán)；(c)將所述可固化表面處理組合物施加到所述光學(xué)裝置上；以及(d)固化所述施加的可固化表面處理組合物。
文檔編號(hào)G02B1/00GK103221497SQ201180053953
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2011年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月10日
發(fā)明者S·S·伊耶, R·M·弗林, R·V·拉加戈帕爾, E·D·奧爾森, K·J·曼斯科, M·M·戴維, J·A·凱利 申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司