[发明专利]全氟聚醚改性的聚硅氮烷、制造方法、表面处理剂和处理过的物品

说明书

技术领域

本发明涉及新型全氟聚醚改性的聚硅氮烷、其制备方法、包括其的表面处理剂和用该表面处理剂处理的物品。

背景技术

聚硅氮烷是具有非常高的反应性的带有Si-N-Si键的化合物。由于它们的反应性，常常将它们用作表面处理剂。由于高反应性，它们难以处理并且在合成过程中倾向凝胶化或者使它们的分子量增大。

通常通过将一端具有官能性的全氟聚醚转化为硅氮烷来制备全氟聚醚改性的聚硅氮烷。这是因为，如果使用两端具有官能性的全氟聚醚，反应过程中会常常发生凝胶化。尽管认为在它们的主链结构中具有[(CF₂O)_p(CF₂CF₂O)_q]的全氟聚醚对于擦除污渍有效，但只有两端官能性全氟聚醚可商购。

专利文献1公开了具有式(A)的全氟聚醚改性的聚硅氮烷：

F(C_xF_2xO)_mC_yF_2y-Q-Si(NH)_1.5   (A)

其中Q为二价有机基团，m为至少1的整数，x和y各自为1-3的整数。它们显示优异的防水性、防油性和碱耐久性。但是，专利文献1的实施例中使用的这些全氟聚醚改性的聚硅氮烷在表面滑动性和污渍擦除性上仍不令人满意。

工业中，需要具有较好性能的表面处理剂，该较好性能包括防水/油性、表面滑动性和污渍擦除性。

引用列表

专利文献1：JP-A2010-043251(US20100015453)

发明内容

本发明的目的在于提供具有高反应性并且可用作表面处理剂的新型全氟聚醚改性的聚硅氮烷；该改性的聚硅氮烷的制备方法；包括该改性的聚硅氮烷的表面处理剂，其具有包括防水/油性、表面滑动性和污渍擦除性的改善的性能；和用该表面处理剂处理的物品。

本发明人已发现，由具有下式(1)的硅氮烷单元组成的全氟聚醚改性的聚硅氮烷具有高反应性并且可用作表面处理剂，该表面处理剂具有包括防水/油性、表面滑动性和污渍擦除性的改善的性能。

F(CF₂O)_p(CF₂CF₂O)_q(CF₂CF₂CF₂O)_r(CF₂CF₂CF₂CF₂O)_s-C_xF_2x-Q-Si(NH)_1.5   (1)

其中Q为二价有机基团，p和q各自为1以上的整数，r和s各自为0以上的整数，各重复单元可无规地结合，和x为1-3的整数。

通过以两端具有羧基的全氟聚醚化合物为起始，能够制备全氟聚醚改性的聚硅氮烷。将该全氟聚醚化合物部分地(在一端)氟化，由此得到单末端聚合物和非官能性聚合物的混合物。经由吸附处理，只将单末端聚合物从该混合物中取出。使用该单末端聚合物，本发明人成功地合成单末端官能性全氟聚醚改性的聚硅氮烷。

应指出的是，专利文献1公开了包括由下式表示的支化重复单元的硅氮烷：

及它们的效果，但没有公开在它们的主链结构中具有[(CF₂O)_p(CF₂CF₂O)_q]的全氟聚醚改性的硅氮烷。本发明的硅氮烷中，CF₂单元和CF₂CF₂O单元是必需的，CF₂CF₂O、CF₂CF₂CF₂O和CF₂CF₂CF₂CF₂O单元都是直链的，不含支化的全氟醚单元，也不合支化的全氟聚醚单元。

因此，一方面，本发明提供全氟聚醚改性的聚硅氮烷，其由具有式(1)的硅氮烷单元组成：