特開 2024-166049 多官能基変性シラン化合物及びその製造方法、ハードコーティング及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024166049

(43)【公開日】2024-11-28

(54)【発明の名称】多官能基変性シラン化合物及びその製造方法、ハードコーティング及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   C08G 77/442 20060101AFI20241121BHJP

   C08F 2/44 20060101ALI20241121BHJP

   C08F 230/08 20060101ALI20241121BHJP

   C09D 5/00 20060101ALI20241121BHJP

   C09D 183/08 20060101ALI20241121BHJP

   C09D 183/07 20060101ALI20241121BHJP

   C09D 183/06 20060101ALI20241121BHJP

【ＦＩ】

C08G77/442

C08F2/44 B

C08F230/08

C09D5/00 Z

C09D183/08

C09D183/07

C09D183/06

【審査請求】有

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023208801

(22)【出願日】2023-12-11

(31)【優先権主張番号】202310565866.6

(32)【優先日】2023-05-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(71)【出願人】

【識別番号】519182202

【氏名又は名称】深▲セン▼市▲華▼星光▲電▼半▲導▼体▲顕▼示技▲術▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100118256

【弁理士】

【氏名又は名称】小野寺 隆

(74)【代理人】

【識別番号】100166338

【弁理士】

【氏名又は名称】関口 正夫

(72)【発明者】

【氏名】バオ アイビン

【テーマコード（参考）】

4J011

4J038

4J100

4J246

【Ｆターム（参考）】

4J011QA24

4J011QA25

4J011QA33

4J011QA43

4J011QB11

4J011QB25

4J011QC07

4J011SA84

4J011UA01

4J011WA02

4J038DL051

4J038DL071

4J038DL081

4J038DL101

4J038GA07

4J038GA09

4J038GA10

4J038GA12

4J038KA06

4J038MA09

4J038NA05

4J038NA11

4J038PA17

4J038PB08

4J100AL08P

4J100AL08Q

4J100AL08R

4J100AL08S

4J100AL09S

4J100AL66P

4J100AL66Q

4J100AL66R

4J100AL66S

4J100AL67Q

4J100AP16P

4J100AP17P

4J100BA03S

4J100BA40S

4J100BA77P

4J100BB13R

4J100BB18R

4J100BC08Q

4J100BC43Q

4J100BC44Q

4J100BC53S

4J100BC75Q

4J100CA06

4J100JA01

4J246AA11

4J246AB15

4J246BA12X

4J246BB022

4J246BB02X

4J246BB19X

4J246BB22X

4J246BB27X

4J246BB34X

4J246EA05

4J246GC03

4J246GC37

4J246GC49

4J246GD08

4J246HA25

(57)【要約】      （修正有）

【課題】多官能基変性シラン化合物及びその製造方法、ハードコーティング及びその製造方法を提供する。
【解決手段】ハードコーティングの材料は多官能基変性シラン化合物を含み、多官能基変性シラン化合物の構造は、Ｒ１：環状剛性構造、Ｒ２：フッ素含有構造、Ｒ３：極性基、及びＲ４：少なくとも３つの（メタ）アクリロイルオキシ基の多官能（メタ）アクリレートを含む。Ｒ１の環状剛性構造とＲ４のネットワーク化された架橋により、形成されたハードコーティングは、非常に良好な力学的性能を有し、鉛筆硬度≧４Ｈであり、スチールウール耐摩耗性≧１００ｃｙｃｌｅである。Ｒ２のペルフルオロ構造により、形成されたハードコーティングは、非常に良好な防汚撥水効果を有し、接触角≧１１５°である。Ｒ３の極性基により、形成されたハードコーティングと基材との間の接着力を増加させることができ、クロスカット方法で測定された付着力が５Ｂである。
【選択図】なし

【特許請求の範囲】

【請求項1】

以下の構造を含み、

【化1】

式中、Ｒ１は環状剛性構造を含み、Ｒ２はフッ素含有構造を含み、Ｒ３は極性基を含み、Ｒ４は少なくとも３つの（メタ）アクリロイルオキシ基の多官能（メタ）アクリレートを含むことを特徴とする、多官能基変性シラン化合物。

【請求項2】

前記Ｒ１は、

【化2】

のうちの１つを含むことを特徴とする、請求項１に記載の多官能基変性シラン化合物。

【請求項3】

前記Ｒ２は、

【化3】

のうちの１つを含むことを特徴とする、請求項１に記載の多官能基変性シラン化合物。

【請求項4】

前記Ｒ３は、

【化4】

のうちの１つを含むことを特徴とする、請求項１に記載の多官能基変性シラン化合物。

【請求項5】

第１容器にビニル基含有シロキサン、環状構造含有アクリレート及び光開始剤を添加し、窒素バブリングして撹拌し、光照射下で反応させて第１反応液を形成するステップと、
第２容器に前記ビニル基含有シロキサン、フルオロアクリレート及び前記光開始剤を添加し、窒素バブリングして撹拌し、光照射下で反応させて第２反応液を形成するステップと、
第３容器に前記ビニル基含有シロキサン、極性基含有プロピレン化合物及び前記光開始剤を添加し、窒素バブリングして撹拌し、光照射下で反応させて第３反応液を形成するステップと、
第４容器に前記ビニル基含有シロキサン、官能性度≧３のアクリレート及び前記光開始剤を添加し、窒素バブリングして撹拌し、光照射下で反応させて第４反応液を形成するステップと、
第５容器にＫ_２ＣＯ_３、超純水及びテトラヒドロフランを添加して第１混合物を形成し、前記第１反応液、前記第２反応液、前記第３反応液及び前記第４反応液を前記第１混合物に添加して第２混合物を形成し、撹拌して前記第２混合物を無色水相及び濁り有機相に分解するステップと、
前記濁り有機相中の有機溶媒を蒸発除去し、残りの溶液をＤＣＭに溶解し、超純水で複数回抽出してから蒸発させて前記多官能基変性シラン化合物を得るステップと、を含むことを特徴とする、請求項１に記載の多官能基変性シラン化合物の製造方法。

【請求項6】

前記ビニル基含有シロキサンは、ビニルトリメトキシシラン、３－（メタクリロイルオキシ）プロピルトリメトキシシラン、アクリル酸３－（トリメトキシシリル）プロピル、ビニルトリス（２－メトキシエトキシ）シラン、ビニルトリエトキシシラン、ジメトキシメチルビニルシラン、メチルビニルジエトキシシラン、テトラジメチルビニルシロキシシラン、メチルビス（トリメチルシロキシ）ビニルシラン、ビニルトリス（トリメチルシロキシ）シラン、トリメトキシ（４－ビニルフェニル）シラン、ビニルトリス（ジメチルシロキシ）シラン、トリイソプロポキシ（ビニル）シラン及びトリエトキシル（１－フェニルビニル）シランのうちの１つを含むことを特徴とする、請求項５に記載の多官能基変性シラン化合物の製造方法。

【請求項7】

前記環状構造含有アクリレートは、アクリル酸イソボルニル、メタクリル酸イソボルニル、トリシクロデカンジメタノールジアクリラート、２－フェノキシエチルアクリレート、フルオレノアクリレート、トリメリット酸トリアリル、ビスフェノールＡジアクリレート、エトキシ化ビスフェノールＡジアクリレート、ビスフェノールＦジアクリレート、エトキシ化ビスフェノールＦジアクリレート、ｏ－フェニルフェノキシエチルアクリレート、フェノキシベンジルアクリレート、ビスフェノールフルオレンジアクリレート、エトキシ化ビスフェノールフルオレンジアクリレート及びトリアリルイソシアヌレートのうちの１つを含むことを特徴とする、請求項５に記載の多官能基変性シラン化合物の製造方法。

【請求項8】

前記フルオロアクリレートは、１Ｈ，１Ｈ－パーフルオロ－ｎ－オクチルアクリレート、２，２，３，３，４，４，４－ヘプタフルオロブチルメタクリレート、１Ｈ，１Ｈ，５Ｈ－オクタフルオロペンチルアクリレート、パーフルオロアルキルエチルメタクリレート、２，２，３，３，４，４，４－ヘプタフルオロブチルアクリレート、アクリル酸２，２，３，３，４，４，５，５，６，６，７，７－ドデカフルオロヘプチル、２－（パーフルオロオクチル）エチルメタクリレート、３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，８－トリデカフルオロオクチルアクリレート、メタクリル酸２，２，３，３，３－ペンタフルオロプロピル、アクリル酸１，１，１，３，３，３－ヘキサフルオロイソプロピル、２，２，３，３－テトラフルオロプロピルメタクリレート、１，６－ビス（アクリロイルオキシ）－２，２，３，３，４，４，５，５－オクタフルオロヘキサン、２，３，４，５，６－ペンタフルオロスチレン、３－パーフルオロヘキシル－２－ヒドロキシプロピルアクリレート、アクリル酸２，２，２－トリフルオロエチル、１Ｈ，１Ｈ，１１Ｈ－パーフルオロウンデシルメタクリレート及びメタクリル酸２，２，３，３，４，４，５，５，６，６，７，７－ドデカフルオロヘプチルのうちの１つを含むことを特徴とする、請求項５に記載の多官能基変性シラン化合物の製造方法。

【請求項9】

前記極性基含有プロピレン化合物は、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、４－ヒドロキシブチルアクリレート、２－ヒドロキシ－３－フェノキシプロピルアクリレート、２－メチル－２－アクリル酸－２，３－ジヒドロキシプロピル、アクリル酸、２－ヒドロキシエチルアクリレート、アクリロニトリル、シアノアクリル酸エチル、２－シアノ－２－ブチルアクリレート、２－シアノ－３－フェニルアクリル酸メチル、２－シアノ－３－エトキシアクリル酸エチル、２－シアノエチルアクリレート、アクリル酸エポキシプロピル、アクリル酸テトラヒドロフルフリル、２－フランアクリル酸、２－アセトアミノアクリル酸、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、Ｎ－ｔｅｒｔ－ブチルアクリルアミド、Ｎ－ヒドロキシメチルアクリルアミド、Ｎ－エチルアクリルアミド、Ｎ－［トリ（ヒドロキシメチル）メチル］アクリルアミド、Ｎ，Ｎ’－メチレンビスアクリルアミドのうちの１つを含むことを特徴とする、請求項５に記載の多官能基変性シラン化合物の製造方法。

【請求項10】

前記官能性度≧３のアクリレートは、トリメチロールエタントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、グリセロールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ビス（トリメチロールプロパン）トリ（メタ）アクリレート、及びジペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ビス（トリメチロールプロパン）テトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ビス（トリメチロールプロパン）ペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート並びにビス（トリメチロールプロパン）ヘキサ（メタ）アクリレートのうちの１つを含むことを特徴とする、請求項５に記載の多官能基変性シラン化合物の製造方法。

【請求項11】

その材料は重量部数で、
９０～１００部の請求項１～４のいずれか１項に記載の多官能基変性シラン化合物と、
５～１０部の光開始剤と、
９００～９０００部の沸点範囲が５０℃～１５０℃の第１溶媒と、を含むことを特徴とする、ハードコーティング。

【請求項12】

前記光開始剤は、ヒドロキシアセトフェノン、アルキルアミノアセトフェノン、ベンゾインエーテル、ホスフィンオキシド化合物、ベンジルケタール及びジアルコキシアセトフェノンのうちの１つを含むことを特徴とする、請求項１１に記載のハードコーティング。

【請求項13】

前記沸点範囲が５０℃～１５０℃の第１溶媒は、アルコール系溶媒、エステル系溶媒、ケトン系溶媒及びベンゼン系溶媒のうちの１つを含むことを特徴とする、請求項１１に記載のハードコーティング。

【請求項14】

前記多官能基変性シラン化合物、前記光開始剤及び前記沸点範囲が５０℃～１５０℃の第１溶媒を混合してハードコーティング液を形成し、前記ハードコーティング液を基材上に塗布してハードコーティングを形成するステップを含むことを特徴とする、請求項１１に記載のハードコーティングの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は材料分野に関し、具体的には、多官能基変性シラン化合物及びその製造方法、ハードコーティング及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

表示装置はコンピュータのデータを各種の文字、数字、記号又は直感的な画像に変換して表示することができ、そして、キーボードなどの入力ツールを利用してコマンド又はデータをコンピュータに入力し、システムのハードウェアとソフトウェアを利用して表示内容をいつでも追加、削除、変換することができる。表示装置は、使用する表示デバイスに応じてプラズマ、液晶、発光ダイオード及び陰極線管などのタイプに分類されている。

【0003】

ディスプレイは使用中にスクラッチされることがあるため、ディスプレイ表面には耐傷性、高硬度、耐摩擦の特徴が求められている。また、ディスプレイは使用中に汚染されることがあり、汚染物が除去されにくく、溶剤で拭き取ると表面が破壊されるため、ディスプレイ表面には防汚撥水性が求められている。

【0004】

ディスプレイ表面に高い力学的性能と防汚性能を同時に持たせるために、一般的に2種類の方法がある。第１の方法はハードコーティングにフッ素含有助剤を添加することであり、良好な力学的性能を得ることができるが、ハードコーティングのフッ素含有量が低いため、防汚疎水効果は限られており、水接触角は１１０°を超えることが難しい。第２の方法はディスプレイ表面にシリコーン又はフッ素炭素化合物材料を硬化させて成膜することであるが、このような膜は高度に架橋されておらず、良好な力学的性能を持つことが難しい。

【発明の概要】

【0005】

本発明の目的は、従来技術においてハードコーティングにフッ素含有助剤を添加して力学的性能を向上させる場合の防汚疎水効果が限られ、及びシリコーン又はフッ素炭素化合物材料を用いて硬化させて成膜する場合の力学的性能が低いなどの問題を解決できる、多官能基変性シラン化合物及びその製造方法、ハードコーティング及びその製造方法を提供することである。

【0006】

上記問題を解決するために、本発明は、以下の構造を含む多官能基変性シラン化合物を提供する。

【化1】

式中、Ｒ１は環状剛性構造を含み、Ｒ２はフッ素含有構造を含み、Ｒ３は極性基を含み、Ｒ４は少なくとも３つの（メタ）アクリロイルオキシ基の多官能（メタ）アクリレートを含む。

【0007】

さらに、前記Ｒ１は、

【化2】

のうちの１つを含む。

【0008】

さらに、前記Ｒ２は、

【化3】

のうちの１つを含む。

【0009】

さらに、前記Ｒ３は、

【化4】

のうちの１つを含む。

【0010】

上記問題を解決するために、本発明は、本発明に記載の多官能基変性シラン化合物の製造方法をさらに提供し、前記方法は、第１容器にビニル基含有シロキサン、環状構造含有アクリレート及び光開始剤を添加し、窒素バブリングして撹拌し、光照射下で反応させて第１反応液を形成するステップと、第２容器に前記ビニル基含有シロキサン、フルオロアクリレート及び前記光開始剤を添加し、窒素バブリングして撹拌し、光照射下で反応させて第２反応液を形成するステップと、第３容器に前記ビニル基含有シロキサン、極性基含有プロピレン化合物及び前記光開始剤を添加し、窒素バブリングして撹拌し、光照射下で反応させて第３反応液を形成するステップと、第４容器に前記ビニル基含有シロキサン、官能性度≧３のアクリレート及び前記光開始剤を添加し、窒素バブリングして撹拌し、光照射下で反応させて第４反応液を形成するステップと、第５容器にＫ_２ＣＯ_３、超純水及びテトラヒドロフランを添加して第１混合物を形成し、前記第１反応液、前記第２反応液、前記第３反応液及び前記第４反応液を前記第１混合物に添加して第２混合物を形成し、撹拌して前記第２混合物を無色水相及び濁り有機相に分解するステップと、前記濁り有機相中の有機溶媒を蒸発除去し、残りの溶液をＤＣＭに溶解し、超純水で複数回抽出してから蒸発させて前記多官能基変性シラン化合物を得るステップと、を含む。

【0011】

さらに、前記ビニル基含有シロキサンは、ビニルトリメトキシシラン、３－（メタクリロイルオキシ）プロピルトリメトキシシラン、アクリル酸３－（トリメトキシシリル）プロピル、ビニルトリス（２－メトキシエトキシ）シラン、ビニルトリエトキシシラン、ジメトキシメチルビニルシラン、メチルビニルジエトキシシラン、テトラジメチルビニルシロキシシラン、メチルビス（トリメチルシロキシ）ビニルシラン、ビニルトリス（トリメチルシロキシ）シラン、トリメトキシ（４－ビニルフェニル）シラン、ビニルトリス（ジメチルシロキシ）シラン、トリイソプロポキシ（ビニル）シラン及びトリエトキシル（１－フェニルビニル）シランのうちの１つを含む。

【0012】

さらに、前記環状構造含有アクリレートは、アクリル酸イソボルニル、メタクリル酸イソボルニル、トリシクロデカンジメタノールジアクリラート、２－フェノキシエチルアクリレート、フルオレノアクリレート、トリメリット酸トリアリル、ビスフェノールＡジアクリレート、エトキシ化ビスフェノールＡジアクリレート、ビスフェノールＦジアクリレート、エトキシ化ビスフェノールＦジアクリレート、ｏ－フェニルフェノキシエチルアクリレート、フェノキシベンジルアクリレート、ビスフェノールフルオレンジアクリレート、エトキシ化ビスフェノールフルオレンジアクリレート及びトリアリルイソシアヌレートのうちの１つを含む。

【0013】

さらに、前記フルオロアクリレートは、１Ｈ，１Ｈ－パーフルオロ－ｎ－オクチルアクリレート、２，２，３，３，４，４，４－ヘプタフルオロブチルメタクリレート、１Ｈ，１Ｈ，５Ｈ－オクタフルオロペンチルアクリレート、パーフルオロアルキルエチルメタクリレート、２，２，３，３，４，４，４－ヘプタフルオロブチルアクリレート、アクリル酸２，２，３，３，４，４，５，５，６，６，７，７－ドデカフルオロヘプチル、２－（パーフルオロオクチル）エチルメタクリレート、３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，８－トリデカフルオロオクチルアクリレート、メタクリル酸２，２，３，３，３－ペンタフルオロプロピル、アクリル酸１，１，１，３，３，３－ヘキサフルオロイソプロピル、２，２，３，３－テトラフルオロプロピルメタクリレート、１，６－ビス（アクリロイルオキシ）－２，２，３，３，４，４，５，５－オクタフルオロヘキサン、２，３，４，５，６－ペンタフルオロスチレン、３－パーフルオロヘキシル－２－ヒドロキシプロピルアクリレート、アクリル酸２，２，２－トリフルオロエチル、１Ｈ，１Ｈ，１１Ｈ－パーフルオロウンデシルメタクリレート及びメタクリル酸２，２，３，３，４，４，５，５，６，６，７，７－ドデカフルオロヘプチルのうちの１つを含む。

【0014】

さらに、前記極性基含有プロピレン化合物は、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、４－ヒドロキシブチルアクリレート、２－ヒドロキシ－３－フェノキシプロピルアクリレート、２－メチル－２－アクリル酸－２，３－ジヒドロキシプロピル、アクリル酸、２－ヒドロキシエチルアクリレート、アクリロニトリル、シアノアクリル酸エチル、２－シアノ－２－ブチルアクリレート、２－シアノ－３－フェニルアクリル酸メチル、２－シアノ－３－エトキシアクリル酸エチル、２－シアノエチルアクリレート、アクリル酸エポキシプロピル、アクリル酸テトラヒドロフルフリル、２－フランアクリル酸、２－アセトアミノアクリル酸、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、Ｎ－ｔｅｒｔ－ブチルアクリルアミド、Ｎ－ヒドロキシメチルアクリルアミド、Ｎ－エチルアクリルアミド、Ｎ－［トリ（ヒドロキシメチル）メチル］アクリルアミド、Ｎ，Ｎ’－メチレンビスアクリルアミドのうちの１つを含む。

【0015】

さらに、前記官能性度≧３のアクリレートは、トリメチロールエタントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、グリセロールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ビス（トリメチロールプロパン）トリ（メタ）アクリレート、及びジペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ビス（トリメチロールプロパン）テトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ビス（トリメチロールプロパン）ペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート並びにビス（トリメチロールプロパン）ヘキサ（メタ）アクリレートのうちの１つを含む。

【0016】

上記問題を解決するために、本発明は、その材料が重量部数で、９０～１００部の本発明に記載の多官能基変性シラン化合物と、５～１０部の光開始剤と、９００～９０００部の沸点範囲が５０℃～１５０℃の第１溶媒と、を含むハードコーティングをさらに提供する。

【0017】

さらに、前記光開始剤は、ヒドロキシアセトフェノン、アルキルアミノアセトフェノン、ベンゾインエーテル、ホスフィンオキシド化合物、ベンジルケタール及びジアルコキシアセトフェノンのうちの１つを含む。

【0018】

さらに、前記沸点範囲が５０℃～１５０℃の第１溶媒は、アルコール系溶媒、エステル系溶媒、ケトン系溶媒及びベンゼン系溶媒のうちの１つを含む。

【0019】

上記問題を解決するために、本発明は、本発明に記載のハードコーティングの製造方法をさらに提供し、前記方法は、前記多官能基変性シラン化合物、前記光開始剤及び前記沸点範囲が５０℃～１５０℃の第１溶媒を混合してハードコーティング液を形成し、前記ハードコーティング液を基材上に塗布してハードコーティングを形成するステップを含む。

【0020】

本発明の利点については、本発明のハードコーティングの材料は多官能基変性シラン化合物を含み、多官能基変性シラン化合物の構造にはＲ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４が含まれ、Ｒ１は環状剛性構造を含み、Ｒ２はフッ素含有構造を含み、Ｒ３は極性基を含み、Ｒ４は少なくとも３つの（メタ）アクリロイルオキシ基の多官能（メタ）アクリレートを含む。Ｒ１の環状剛性構造とＲ４のネットワーク化された架橋により、形成されたハードコーティングは、非常に良好な力学的性能を有し、鉛筆硬度≧４Ｈであり、スチールウール耐摩耗性≧１００ｃｙｃｌｅである。Ｒ２のペルフルオロ構造により、形成されたハードコーティングは、非常に良好な防汚撥水効果を有し、接触角≧１１５°である。Ｒ３の極性基により、形成されたハードコーティングと基材との間の接着力を増加させることができ、クロスカット方法で測定された付着力が５Ｂである。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の技術内容を当業者に完全に紹介し、本発明が実施可能であることを例証するために、本発明の好ましい実施例を詳細に説明しており、本発明に開示された技術内容をより明確にし、当業者が本発明をどのように実施するかをより容易に理解できるようにする。しかしながら、本発明は多くの異なる形態の実施例によって具現化することができ、本発明の保護範囲は明細書に言及された実施例に限定されず、以下の実施例の説明は本発明の範囲を限定するためのものではない。

【0022】

実施例１
本発明は、以下の構造を含む多官能基変性シラン化合物を提供する。

【化5】

式中、Ｒ１は環状剛性構造を含み、Ｒ２はフッ素含有構造を含み、Ｒ３は極性基を含み、Ｒ４は少なくとも３つの（メタ）アクリロイルオキシ基の多官能（メタ）アクリレートを含む。

【0023】

式中、前記Ｒ１は、

【化6】

のうちの１つを含む。

【0024】

式中、前記Ｒ２は、

【化7】

のうちの１つを含む。

【0025】

式中、前記Ｒ３は、

【化8】

のうちの１つを含む。

【0026】

上記問題を解決するために、本発明は、本発明に記載の多官能基変性シラン化合物の製造方法をさらに提供し、前記方法は、第１容器にビニル基含有シロキサン、環状構造含有アクリレート及び光開始剤を添加し、窒素バブリングして撹拌し、光照射下で反応させて第１反応液を形成するステップＳ１と、第２容器に前記ビニル基含有シロキサン、フルオロアクリレート及び前記光開始剤を添加し、窒素バブリングして撹拌し、光照射下で反応させて第２反応液を形成するステップＳ２と、第３容器に前記ビニル基含有シロキサン、極性基含有プロピレン化合物及び前記光開始剤を添加し、窒素バブリングして撹拌し、光照射下で反応させて第３反応液を形成するステップＳ３と、第４容器に前記ビニル基含有シロキサン、官能性度≧３のアクリレート及び前記光開始剤を添加し、窒素バブリングして撹拌し、光照射下で反応させて第４反応液を形成するステップＳ４と、第５容器にＫ_２ＣＯ_３、超純水及びテトラヒドロフランを添加して第１混合物を形成し、前記第１反応液、前記第２反応液、前記第３反応液及び前記第４反応液を前記第１混合物に添加して第２混合物を形成し、撹拌して前記第２混合物を無色水相及び濁り有機相に分解するステップＳ５と、前記濁り有機相中の有機溶媒を蒸発除去し、残りの溶液をＤＣＭに溶解し、超純水で複数回抽出してから蒸発させて前記多官能基変性シラン化合物を得るステップと、を含む。

【0027】

Ｓ１で、ビニル基含有シロキサン及び環状構造含有アクリレートの反応構造式は次のとおりである。

【化9】

【0028】

Ｓ１で、前記ビニル基含有シロキサンは、ビニルトリメトキシシラン、３－（メタクリロイルオキシ）プロピルトリメトキシシラン、アクリル酸３－（トリメトキシシリル）プロピル、ビニルトリス（２－メトキシエトキシ）シラン、ビニルトリエトキシシラン、ジメトキシメチルビニルシラン、メチルビニルジエトキシシラン、テトラジメチルビニルシロキシシラン、メチルビス（トリメチルシロキシ）ビニルシラン、ビニルトリス（トリメチルシロキシ）シラン、トリメトキシ（４－ビニルフェニル）シラン、ビニルトリス（ジメチルシロキシ）シラン、トリイソプロポキシ（ビニル）シラン及びトリエトキシル（１－フェニルビニル）シランのうちの１つを含む。式中、Ｒ５及びＲ６はいずれもアルキル基を含む。

【0029】

Ｓ１で、前記環状構造含有アクリレートは、アクリル酸イソボルニル、メタクリル酸イソボルニル、トリシクロデカンジメタノールジアクリラート、２－フェノキシエチルアクリレート、フルオレノアクリレート、トリメリット酸トリアリル、ビスフェノールＡジアクリレート、エトキシ化ビスフェノールＡジアクリレート、ビスフェノールＦジアクリレート、エトキシ化ビスフェノールＦジアクリレート、ｏ－フェニルフェノキシエチルアクリレート、フェノキシベンジルアクリレート、ビスフェノールフルオレンジアクリレート、エトキシ化ビスフェノールフルオレンジアクリレート及びトリアリルイソシアヌレートのうちの１つを含む。

【0030】

Ｓ２で、ビニル基含有シロキサン及びフルオロアクリレートの反応構造式は次のとおりである。

【化10】

【0031】

Ｓ２で、前記フルオロアクリレートは、１Ｈ，１Ｈ－パーフルオロ－ｎ－オクチルアクリレート、２，２，３，３，４，４，４－ヘプタフルオロブチルメタクリレート、１Ｈ，１Ｈ，５Ｈ－オクタフルオロペンチルアクリレート、パーフルオロアルキルエチルメタクリレート、２，２，３，３，４，４，４－ヘプタフルオロブチルアクリレート、アクリル酸２，２，３，３，４，４，５，５，６，６，７，７－ドデカフルオロヘプチル、２－（パーフルオロオクチル）エチルメタクリレート、３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，８－トリデカフルオロオクチルアクリレート、メタクリル酸２，２，３，３，３－ペンタフルオロプロピル、アクリル酸１，１，１，３，３，３－ヘキサフルオロイソプロピル、２，２，３，３－テトラフルオロプロピルメタクリレート、１，６－ビス（アクリロイルオキシ）－２，２，３，３，４，４，５，５－オクタフルオロヘキサン、２，３，４，５，６－ペンタフルオロスチレン、３－パーフルオロヘキシル－２－ヒドロキシプロピルアクリレート、アクリル酸２，２，２－トリフルオロエチル、１Ｈ，１Ｈ，１１Ｈ－パーフルオロウンデシルメタクリレート及びメタクリル酸２，２，３，３，４，４，５，５，６，６，７，７－ドデカフルオロヘプチルのうちの１つを含む。

【0032】

Ｓ３で、ビニル基含有シロキサン及び極性基含有プロピレン化合物の反応構造式は次のとおりである。

【化11】

【0033】

Ｓ３で、前記極性基含有プロピレン化合物は、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、４－ヒドロキシブチルアクリレート、２－ヒドロキシ－３－フェノキシプロピルアクリレート、２－メチル－２－アクリル酸－２，３－ジヒドロキシプロピル、アクリル酸、２－ヒドロキシエチルアクリレート、アクリロニトリル、シアノアクリル酸エチル、２－シアノ－２－ブチルアクリレート、２－シアノ－３－フェニルアクリル酸メチル、２－シアノ－３－エトキシアクリル酸エチル、２－シアノエチルアクリレート、アクリル酸エポキシプロピル、アクリル酸テトラヒドロフルフリル、２－フランアクリル酸、２－アセトアミノアクリル酸、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、Ｎ－ｔｅｒｔ－ブチルアクリルアミド、Ｎ－ヒドロキシメチルアクリルアミド、Ｎ－エチルアクリルアミド、Ｎ－［トリ（ヒドロキシメチル）メチル］アクリルアミド、Ｎ，Ｎ’－メチレンビスアクリルアミドのうちの１つを含む。

【0034】

Ｓ４で、ビニル基含有シロキサン及び官能性度≧３のアクリレートの反応構造式は次のとおりである。

【化12】

【0035】

Ｓ４で、前記官能性度≧３のアクリレートは、トリメチロールエタントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、グリセロールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ビス（トリメチロールプロパン）トリ（メタ）アクリレート、及びジペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ビス（トリメチロールプロパン）テトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ビス（トリメチロールプロパン）ペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート並びにビス（トリメチロールプロパン）ヘキサ（メタ）アクリレートのうちの１つを含む。

【0036】

Ｓ５で、Ｋ_２ＣＯ_３、超純水、前記開始剤、第１反応液、前記第２反応液、前記第３反応液及び前記第４反応液の反応構造式は次のとおりである。

【化13】

【0037】

本実施例において、Ｓ１で、第１フラスコ（三つ口フラスコ）に１０ｇの３－（メタクリロイルオキシ）プロピルトリメトキシシラン、８．９５ｇのメタクリル酸イソボルニル、０．５ｇのフェニル（２，４，６－トリメチルベンゾイル）ホスフィン酸エチルを添加し、窒素バブリングして撹拌し、３６５ｎｍのＬＥＤ光照射下で１ｈ反応させて第１反応液を形成する。即ち、本実施例におけるビニル基含有シロキサンは３－（メタクリロイルオキシ）プロピルトリメトキシシランで、環状構造含有アクリレートはメタクリル酸イソボルニルで、光開始剤はホスフィンオキシド化合物であり、具体的には、光開始剤はフェニル（２，４，６－トリメチルベンゾイル）ホスフィン酸エチルである。

【0038】

本実施例において、Ｓ２で、第２フラスコ（三つ口フラスコ）に１０ｇの３－（メタクリロイルオキシ）プロピルトリメトキシシラン、１５．５５ｇのアクリル酸２，２，３，３，４，４，５，５，６，６，７，７－ドデカフルオロヘプチル、０．８ｇのフェニル（２，４，６－トリメチルベンゾイル）ホスフィン酸エチルを添加し、窒素バブリングして撹拌し、３６５ｎｍのＬＥＤ光照射下で２ｈ反応させて第２反応液を形成する。即ち、本実施例におけるビニル基含有シロキサンは３－（メタクリロイルオキシ）プロピルトリメトキシシランで、フルオロアクリレートはアクリル酸２，２，３，３，４，４，５，５，６，６，７，７－ドデカフルオロヘプチルで、光開始剤はホスフィンオキシド化合物であり、具体的には、光開始剤はフェニル（２，４，６－トリメチルベンゾイル）ホスフィン酸エチルである。

【0039】

本実施例において、Ｓ３で、第３フラスコ（三つ口フラスコ）に１０ｇの３－（メタクリロイルオキシ）プロピルトリメトキシシラン、６．２９ｇのアクリル酸テトラヒドロフルフリル、０．５ｇのフェニル（２，４，６－トリメチルベンゾイル）ホスフィン酸エチルを添加し、窒素バブリングして撹拌し、３６５ｎｍのＬＥＤ光照射下で１ｈ反応させて第３反応液を形成する。即ち、本実施例におけるビニル基含有シロキサンは３－（メタクリロイルオキシ）プロピルトリメトキシシランで、極性基含有プロピレン化合物はアクリル酸テトラヒドロフルフリルで、光開始剤はホスフィンオキシド化合物であり、具体的には、光開始剤はフェニル（２，４，６－トリメチルベンゾイル）ホスフィン酸エチルである。

【0040】

本実施例において、Ｓ４で、第４フラスコ（三つ口フラスコ）に１０ｇの３－（メタクリロイルオキシ）プロピルトリメトキシシラン、１３．６３ｇのトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、０．６ｇのフェニル（２，４，６－トリメチルベンゾイル）ホスフィン酸エチルを添加し、窒素バブリングして撹拌し、３６５ｎｍのＬＥＤ光照射下で１ｈ反応させて第４反応液を形成する。即ち、本実施例におけるビニル基含有シロキサンは３－（メタクリロイルオキシ）プロピルトリメトキシシランで、官能性度≧３のアクリレートはトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレートで、光開始剤はホスフィンオキシド化合物であり、具体的には、光開始剤はフェニル（２，４，６－トリメチルベンゾイル）ホスフィン酸エチルである。

【0041】

本実施例において、Ｓ５で、第４フラスコ（２５０ｍＬの丸底フラスコ）にＫ_２ＣＯ_３ ０．１ｇ、超純水９ｇ及びテトラヒドロフラン１５ｇを添加して第１混合物を形成する。上記した第１反応液１２ｇ、第２反応液１２ｇ、第３反応液１２ｇ、第４反応液４ｇを、窒素を吹き付けた前記第１混合物に添加して第２混合物を形成し、室温で４８ｈ激しく撹拌する。続いて、第２混合物を無色水相と、生成物を含有する濁り有機相とに分解する。前記濁り有機相中の有機溶媒を蒸発除去し、残りの白色の粘稠溶液をＤＣＭに溶解し、超純水で複数回抽出する。ＤＣＭ溶液中の微量の水分を除去するために、乾燥剤としてＭｇＳＯ_４を添加し、撹拌して一晩放置した後に濾過する。その後、ＤＣＭを４０℃で２ｈ蒸発させて、透明な油状の多官能基変性シラン化合物を得る。

【0042】

本実施例は、その材料が重量部数で、９０～１００部の本実施例に記載の多官能基変性シラン化合物と、５～１０部の光開始剤と、９００～９０００部の沸点範囲が５０℃～１５０℃の第１溶媒と、を含むハードコーティングをさらに提供する。

【0043】

本実施例では、Ｒ１の環状剛性構造とＲ４のネットワーク化された架橋により、形成されたハードコーティングは、非常に良好な力学的性能を有し、鉛筆硬度≧４Ｈであり、スチールウール耐摩耗性≧１００ｃｙｃｌｅである。Ｒ２のペルフルオロ構造により、形成されたハードコーティングは、非常に良好な防汚撥水効果を有し、接触角≧１１５°である。Ｒ３の極性基により、形成されたハードコーティングと基材との間の接着力を増加させることができ、クロスカット方法で測定された付着力が５Ｂである。

【0044】

ここで、光開始剤は、ヒドロキシアセトフェノン、アルキルアミノアセトフェノン、ベンゾインエーテル、ホスフィンオキシド化合物、ベンジルケタール及びジアルコキシアセトフェノンのうちの１つを含む。

【0045】

ここで、第１溶媒は、沸点が５０℃未満であると、揮発性が高くなるため、樹脂固形分及びコーティング厚さが影響を受け、１５０℃を超えると、乾燥過程が困難になるため、効率に影響を与え、コストが増加する。沸点範囲が５０℃～１５０℃の第１溶媒は、アルコール系溶媒、エステル系溶媒、ケトン系溶媒及びベンゼン系溶媒のうちの１つを含む。

【0046】

ここで、前記アルコール系溶媒は、メタノール、エタノール及びイソプロパノールのうちの１つを含み、エステル系溶媒は、酢酸エチル、酢酸プロピル及び酢酸ブチルのうちの１つを含み、前記ケトン系溶媒は、アセトン、ブタノン及びシクロヘキサノンの１つを含み、前記ベンゼン系溶媒は、トルエン及びキシレンのうちの１つを含む。

【0047】

本実施例の発明は、本実施例に記載のハードコーティングの製造方法をさらに提供し、前記方法は、前記多官能基変性シラン化合物、前記光開始剤及び前記沸点範囲が５０℃～１５０℃の第１溶媒を混合してハードコーティング液を形成し、前記ハードコーティング液を基材上に塗布してハードコーティングを形成するステップを含む。

【0048】

具体的には、本実施例において、１０ｇの多官能基変性シラン化合物、０．３ｇのフェニル（２，４，６－トリメチルベンゾイル）ホスフィン酸エチル及び１９ｇの酢酸エチルを混合してハードコーティング液を形成し、前記ハードコーティング液をＰＥＴ基材上に塗布し、ワイヤーバーで成膜してハードコーティングを形成する。即ち、本実施例において、光開始剤はホスフィンオキシド化合物であり、具体的には、光開始剤はフェニル（２，４，６－トリメチルベンゾイル）ホスフィン酸エチルである。製造されたハードコーティングの厚さは３ｕｍである。

【0049】

本実施例で製造されたハードコーティングは、テストの結果、鉛筆硬度が５Ｈで、スチールウール耐摩耗性が１５０ｃｙｃｌｅで、水接触角が１２３°で、付着力が５Ｂである。

【0050】

以上のことから分かるように、本発明のハードコーティングは、非常に良好な力学的性能を有し、鉛筆硬度≧４Ｈであり、スチールウール耐摩耗性≧１００ｃｙｃｌｅであり、非常に良好な防汚撥水効果を有し、接触角≧１１５°であり、基材との間の接着力が良く、クロスカット方法で測定された付着力が５Ｂである。

【0051】

実施例２
本実施例は、Ｓ１で、第１フラスコ（三つ口フラスコ）に１０ｇのアクリル酸３－（トリメトキシシリル）プロピル、８．９５ｇのトリシクロデカンジメタノールジアクリラート、０．７ｇの１－ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを添加し、窒素バブリングして撹拌し、３６５ｎｍのＬＥＤ光照射下で１ｈ反応させて第１反応液を形成する以外に、実施例１のほとんどの技術的特徴を含む。即ち、本実施例における第１化合物はアクリル酸３－（トリメトキシシリル）プロピルで、第２化合物はトリシクロデカンジメタノールジアクリラートで、光開始剤はヒドロキシアセトフェノンであり、具体的には、光開始剤は１－ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンである。

【0052】

本実施例において、Ｓ２で、第２フラスコ（三つ口フラスコ）に１０ｇのアクリル酸３－（トリメトキシシリル）プロピル、１７．８４ｇの３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，８－トリデカフルオロオクチルアクリレート、０．６ｇの１－ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを添加し、窒素バブリングして撹拌し、３６５ｎｍのＬＥＤ光照射下で２ｈ反応させて第２反応液を形成する。即ち、本実施例における第１化合物はアクリル酸３－（トリメトキシシリル）プロピルで、第３化合物は３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，８－トリデカフルオロオクチルアクリレートで、光開始剤はヒドロキシアセトフェノンであり、具体的には、光開始剤は１－ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンである。

【0053】

本実施例において、Ｓ３で、第３フラスコ（三つ口フラスコ）に１０ｇのアクリル酸３－（トリメトキシシリル）プロピル、６．１５ｇの４－ヒドロキシブチルアクリレート、０．５ｇの１－ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを添加し、窒素バブリングして撹拌し、３６５ｎｍのＬＥＤ光照射下で１ｈ反応させて第３反応液を形成する。即ち、本実施例における第１化合物はアクリル酸３－（トリメトキシシリル）プロピルで、第４化合物は４－ヒドロキシブチルアクリレートで、光開始剤はヒドロキシアセトフェノンであり、具体的には、光開始剤は１－ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンである。

【0054】

本実施例において、Ｓ４で、第４フラスコ（三つ口フラスコ）に１０ｇのアクリル酸３－（トリメトキシシリル）プロピル、３０．０７ｇのジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、０．８ｇの１－ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを添加し、窒素バブリングして撹拌し、３６５ｎｍのＬＥＤ光照射下で１ｈ反応させて第４反応液を形成する。即ち、本実施例における第１化合物はアクリル酸３－（トリメトキシシリル）プロピルで、第５化合物はジペンタエリスリトールヘキサアクリレートで、光開始剤はヒドロキシアセトフェノンであり、具体的には、光開始剤は１－ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンである。

【0055】

本実施例において、Ｓ５で、第４フラスコ（２５０ｍＬの丸底フラスコ）にＫ_２ＣＯ_３ ０．１ｇ、超純水９ｇ及び第２溶媒（テトラヒドロフラン）１５ｇを添加して第１混合物を形成する。上記した第１反応液１２ｇ、第２反応液１２ｇ、第３反応液１２ｇ、第４反応液４ｇを、窒素を吹き付けた前記第１混合物に添加して第２混合物を形成し、室温で４８ｈ激しく撹拌する。続いて、第２混合物を無色水相と、生成物を含有する濁り有機相とに分解する。前記濁り有機相中の有機溶媒を蒸発除去し、残りの白色の粘稠溶液を第３溶媒（ＤＣＭ）に溶解し、超純水で複数回抽出する。ＤＣＭ溶液中の微量の水分を除去するために、乾燥剤としてＭｇＳＯ_４を添加し、撹拌して一晩放置した後に濾過する。その後、ＤＣＭを４０℃で２ｈ蒸発させて、透明な油状の多官能基変性シラン化合物を得る。

【0056】

本実施例において、Ｓ６で、１０ｇの多官能基変性シラン化合物、０．３ｇの１－ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン及び１９ｇのイソプロパノールを混合してハードコーティング液を形成し、前記ハードコーティング液をＰＥＴ基材上に塗布し、ワイヤーバーで成膜してハードコーティングを形成する。即ち、本実施例において、光開始剤はヒドロキシアセトフェノンであり、具体的には、光開始剤は１－ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンである。製造されたハードコーティングの厚さは３ｕｍである。

【0057】

本実施例で製造されたハードコーティングは、測定されたところ、鉛筆硬度が６Ｈで、スチールウール耐摩耗性が２００ｃｙｃｌｅで、水接触角が１２５°で、付着力が５Ｂである。

【0058】

以上のことから分かるように、本実施例によるハードコーティングは、非常に良好な力学的性能を有し、鉛筆硬度≧４Ｈであり、スチールウール耐摩耗性≧１００ｃｙｃｌｅであり、非常に良好な防汚撥水効果を有し、接触角≧１１５°であり、基材との間の接着力が良く、クロスカット方法で測定された付着力が５Ｂである。

【0059】

さらに、以上では、本出願で提供される多官能基変性シラン化合物及びその製造方法、ハードコーティング及びその製造方法について詳細に紹介しており、本明細書では具体的な例を用いて本出願の原理及び実施形態について述べているが、以上の実施例の説明は、本出願の方法及びその主旨の理解を支援するためのものに過ぎない。また、当業者であれば、本出願の趣旨に基づいて、具体的な実施形態にも応用範囲にも変更点があり、以上のように、本明細書の内容は本出願に対する制限と理解すべきではない。