JPH0967334A - フロロアルキルアルコールとその誘導体 - Google Patents

フロロアルキルアルコールとその誘導体

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JPH0967334A
JPH0967334A JP7220038A JP22003895A JPH0967334A JP H0967334 A JPH0967334 A JP H0967334A JP 7220038 A JP7220038 A JP 7220038A JP 22003895 A JP22003895 A JP 22003895A JP H0967334 A JPH0967334 A JP H0967334A
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JP
Japan
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formula
fluoroalkyl
chemical formula
group
alcohol
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Application number
JP7220038A
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English (en)
Inventor
Yoshiaki Kai
義昭 貝
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Materials Applied To Surfaces To Minimize Adherence Of Mist Or Water (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 同一分子内に2個のフロロアルキル基または
フロロアルケニル基を含む分子鎖を有する新規なフロロ
アルキルアルコールとその誘導体および繊維、紙、木
材、皮革、樹脂、ガラス、金属などの基材に撥水、撥油
性を付与する撥水剤の提供を目的とする。 【構成】 一般式が(化1)で示されるフロロアルキル
アルコールとその誘導体のフロロアルキル化合物とそれ
を少なくとも1種類を繰り返しモノマー単位に含有する
重合体である。 【化1】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はフロロケミカル工業の原
料、中間体として有用な新規なフロロアルキルアルコー
ルとその誘導体および繊維、紙、木材、皮革、樹脂、ガ
ラス、金属などの基材に撥水、撥油性を付与する撥水剤
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、パーフロロアルキル基を有するア
クリレートまたはメタクリレートの重合体からなる撥水
剤としては、下記の一般式が(化3)で示されるモノマ
ーの単独または共重合体が提案されている(特開昭61-1
76560号公報)。
【0003】
【化3】
【0004】ここで、Rfは炭素数1〜18のパーフロ
ロアルキル基を示し、Rは水素原子またはメチル基を示
し、mは2〜20の整数を示し、nは2〜20の整数を
示す。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の重
合体からなる撥水剤は繊維や紙などの多孔質な基材には
適度な撥水性や撥油性を付与することができるが、金属
やガラスなどの平滑な基材には充分な撥水性や撥油性を
付与することができないという問題があった。
【0006】本発明は上記の従来の問題を解決するもの
で、同一分子内に2個のフロロアルキル基またはフロロ
アルケニル基を含む分子鎖を有する新規なフロロアルキ
ルアルコールとその誘導体および繊維、紙、木材、皮
革、樹脂、ガラス、金属などの基材に撥水、撥油性を付
与する撥水剤の提供を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の物質は一般式が(化4)で示されるフロロ
アルキルアルコールとその誘導体の一般式が(化5)で
示されるフロロアルキル化合物とこのフロロアルキル化
合物の少なくとも1種類を繰り返しモノマー単位に含有
する重合体である。
【0008】
【化4】
【0009】ここで、Rfは炭素数1〜20のフロロア
ルキル基またはフロロアルケニル基を示し、mは1〜1
1の整数を示し、nは1または2を示す。
【0010】
【化5】
【0011】ここで、Rfは炭素数1〜20のフロロア
ルキル基またはフロロアルケニル基を示し、Rは水素原
子またはメチル基を示し、mは1〜11の整数を示し、
nは1または2を示す。
【0012】溶媒への溶解性などの取扱いの容易性の点
で、Rfは好ましくは炭素数1〜20のフロロアルキル
基またはフロロアルケニル基が適している。製造原料の
経済性の点で、mは好ましくは1〜11の整数が適して
おり、nは1または2が適しているが、技術的にはこの
範囲以外の炭素数のものでも製造が可能である。
【0013】本発明の物質に包含される一般式が(化
6)で示されるフロロアルキルアルコールの製造方法
は、1,3-ジハロ-2-プロパノールと一般式が(化7)で
示されるチオールを塩基を触媒として反応させることで
実現される。
【0014】
【化6】
【0015】ここで、Rfは炭素数1〜20のフロロア
ルキル基またはフロロアルケニル基を示し、mは1〜1
1の整数を示す。
【0016】
【化7】
【0017】ここで、Rfは炭素数1〜20のフロロア
ルキル基またはフロロアルケニル基を示し、mは1〜1
1の整数を示す。
【0018】本発明の物質に包含される一般式が(化
8)で示されるフロロアルキルアルコールの製造方法
は、1,4-ジハロ-2-ブタノールと一般式が(化7)で示
されるチオールを塩基を触媒として反応させることで実
現される。
【0019】
【化8】
【0020】ここで、Rfは炭素数1〜20のフロロア
ルキル基またはフロロアルケニル基を示し、mは1〜1
1の整数を示す。
【0021】一般式が(化6)および(化8)で示され
るフロロアルキルアルコールの製造における塩基触媒と
しては、NaCO3、KCO3などのアルカリ金属炭酸
塩、Ca(CO3)2、Mg(CO3)2などのアルカリ土類金属
炭酸塩、アルカリ金属のアルコキシドなどの適用が可能
であり、その溶媒としてはアセトン、メチルエチルケト
ン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類やテトラヒ
ドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類が適してい
る。
【0022】本発明の物質に包含される一般式が(化
9)および(化10)で示されるフロロアルキル化合物
の製造方法は、アクリル酸ハライドまたはメタクリル酸
ハライドと一般式が(化6)および(化8)で示される
フロロアルキルアルコールを塩基を触媒として反応させ
ることで実現される。
【0023】
【化9】
【0024】ここで、Rfは炭素数1〜20のフロロア
ルキル基またはフロロアルケニル基を示し、Rは水素原
子またはメチル基を示し、mは1〜11の整数を示す。
【0025】
【化10】
【0026】ここで、Rfは炭素数1〜20のフロロア
ルキル基またはフロロアルケニル基を示し、Rは水素原
子またはメチル基を示し、mは1〜11の整数を示す。
【0027】一般式が(化9)および(化10)で示さ
れるフロロアルキル化合物の製造における塩基触媒とし
ては、ピリジンやトリメチルアミンなどの適用が可能で
あり、その溶媒としては脂肪族、芳香族の炭化水素やハ
ロゲン化炭化水素やエーテル類などの無水溶媒が適して
いる。
【0028】本発明の物質に包含される一般式が(化
9)および(化10)で示されるフロロアルキル化合物
の少なくとも1種類を繰り返しモノマー単位に含有する
重合体の製造方法は、これの単独または他のビニルモノ
マーとの混合物をラジカル開始剤を触媒として反応させ
ることで実現される。
【0029】このラジカル開始剤としては、過硫酸カリ
ウム、過硫酸アンモニウム、t-ブチルヒドロパーオキシ
ド、過酸化ジ-t-ブチル、クメンヒドロパーオキシド、
過酸化アセチル、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイ
ル、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス-2,4-ジメ
チルバレロニトリル、アゾビスシクロヘキサンカルボニ
トリル、アゾビスイソ酪酸メチル、アゾビスイソブチル
アミジン塩酸塩、アゾビスシアノ吉草酸などの適用が可
能である。
【0030】前記他のビニルモノマーとしては、含フッ
素ビニル化合物が好ましく、その混合量としては0〜8
0重量%、好ましくは0〜60重量%の範囲が適してお
り、一般式が(化9)および(化10)で示されるフロ
ロアルキル化合物が20重量%未満であると充分な撥水
性が得られ難い。この含フッ素ビニル化合物としては、
フロロオレフィン類、フロロジエン類、フロロスチレン
類、フロロアルキルまたはフロロフェニルアクリレート
およびメタクリレート、フロロアルキルまたはフロロフ
ェニルビニルエステルなどの適用が可能である。
【0031】なお、本発明の重合体は従来公知のビニル
重合と同様に塊状重合、溶液重合、乳化重合および懸濁
重合などの方法により容易に製造することが可能であ
る。
【0032】
【作用】本発明のフロロアルキルアルコールとその誘導
体は同一分子内に2個のフロロアルキル基またはフロロ
アルケニル基を含む分子鎖を有しているが、この分子鎖
には2個のフロロアルキル基またはフロロアルケニル基
が空間的に密接した状態で存在しているために、フッ素
鎖の低表面エネルギー性がさらに強調されて発現する。
したがって、この誘導体から得られる重合体は強い撥水
性をもつ側鎖を有し、これを基材に被覆するとこの強い
撥水性をもつ側鎖が基材表面に配列する。
【0033】このため、本発明の撥水剤は繊維、紙、木
材、皮革、樹脂、ガラス、金属などの基材に充分な撥水
性と撥油性を付与することが出来る。
【0034】
【実施例】
(実施例1)以下、本発明の第1の実施例について具体
的に説明する。
【0035】本実施例の物質は(化11)で示されるも
のである。
【0036】
【化11】
【0037】(化11)の物質を(化4)の一般式と比
較しながら説明すると、Rfが炭素数8のフロロアルキ
ル基で、mが2で、nが1のものである。
【0038】つぎに、(化11)で示される物質の製造
方法を説明する。出発原料は1,3-ジブロモ-2-プロパノ
ールと(化12)で示される公知のパーフロロオクチル
エタンチオールである。
【0039】
【化12】
【0040】1,3-ジブロモ-2-プロパノール10.9g
(0.05モル)とパーフロロオクチルエタンチオール
48.0g(0.10モル)と炭酸カリウム13.8g
(0.10モル)とメチルイソブチルケトン200mlを
撹拌翼を備えた1リットルのフラスコに採取し、還流下
で48時間撹拌を続けて反応を行った。反応終了後、こ
の溶液を冷却した後、撹拌しながら4規定の塩酸30ml
を除々に加えてからさらに、酢酸エチル300mlを加
え、この溶液を蒸留水でpHが7になるまで繰り返し洗
浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。つぎに、溶媒
を留去し、反応生成物をメタノール溶液として0℃で再
結晶して融点96℃の白色固体34gを得た。この白色
固体は赤外分光分析(IR)、ゲルパーミエーションク
ロマトグラフィ(GPC)および有機質量分析(FD−
MS)により、出発原料および副生成物を含まない(化
11)の式で示されるフロロアルキルアルコールである
ことが判明した。
【0041】IR;アルコールの3,400cm-1の吸収
ピーク有り(図1) GPC;出発原料および副生成物検出されず FD−MS;m/e 1,017に主ピーク有り なお、本実施例では一般式(化4)のRfが炭素数8の
フロロアルキル基で、mが2の場合の製造方法について
説明したが、これと鎖長の異なる場合についても出発原
料をパーフロロオクチルエタンチオールに代えて例えば
(化13)または(化14)を用いることにより同様に
(化15)または(化16)を製造できる。また、Rf
がフロロアルケニル基の場合についても出発原料をパー
フロロオクチルエタンチオールに代えて例えば(化1
7)を用いることにより同様に(化18)を製造でき
る。
【0042】
【化13】
【0043】
【化14】
【0044】
【化15】
【0045】
【化16】
【0046】
【化17】
【0047】
【化18】
【0048】また、本実施例では一般式(化4)のnが
1の場合の製造方法について説明したが、nが2の場合
についても出発原料を1,3-ジブロモ-2-プロパノールに
代えて、1,4-ジクロロ-2-ブタノールや1,4-ジブロモ-2-
ブタノールを用いることにより同様に(化19)を製造
できる。
【0049】
【化19】
【0050】(実施例2)つぎに、本発明の第2の実施
例について具体的に説明する。本実施例の物質は(化2
0)で示されるものである。
【0051】
【化20】
【0052】(化20)の物質を(化5)の一般式と比
較しながら説明すると、Rfが炭素数8のフロロアルキ
ル基で、Rが水素原子で、mが2で、nが1のものであ
る。
【0053】つぎに、(化20)で示される物質の製造
方法を説明する。実施例1で得られた(化11)の式で
示されるフロロアルキルアルコール30.5g(0.03
モル)とピリジン4.8g(0.06モル)と無水ジエチ
ルエーテル100mlを撹拌翼を備えた1リットルのフラ
スコに採取し、氷冷下で塩化アクリロイル2.7g(0.
03モル)を溶解した無水ジエチルエーテル100mlを
2時間で滴下した。滴下終了後、室温で4時間撹拌を続
けて反応を完結させた。反応終了後、反応溶液を5%塩
酸水溶液200mlで洗浄し、過剰のピリジンを反応溶液
から除去した。さらに、この溶液を蒸留水でpHが7に
なるまで繰り返し洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで乾
燥させた。つぎに、溶媒を留去し、反応生成物をエタノ
ール溶液として0℃で再結晶して室温で無色透明の液体
28gを得た。この無色透明の液体はIR、GPCおよ
びFD−MSにより、出発原料および副生成物を含まな
い(化20)の式で示されるフロロアルキル化合物であ
ることが判明した。
【0054】IR;アルコールの3,400cm-1の吸収
ピーク消滅、エステルの1,725cm-1の吸収ピーク出
現(図2) GPC;出発原料および副生成物検出されず FD−MS;m/e 1,071に主ピーク有り なお、本実施例では一般式(化5)のRfが炭素数8の
フロロアルキル基で、mが2で、nが1の場合の製造方
法について説明したが、これらが異なる場合についても
出発原料を(化11)に代えて例えば(化15)、(化
16)、(化18)または(化19)を用いることによ
り同様に(化21)、(化22)、(化23)または
(化24)を製造できる。
【0055】
【化21】
【0056】
【化22】
【0057】
【化23】
【0058】
【化24】
【0059】また、本実施例では一般式(化5)のRが
水素原子の場合の製造方法について説明したが、Rがメ
チル基の場合についても出発原料を塩化アクリロイルに
代えて、塩化メタクリロイルを用いることにより同様に
(化25)を製造できる。
【0060】
【化25】
【0061】(実施例3)つぎに、本発明の第3の実施
例について具体的に説明する。本実施例の物質は(化2
0)で示されるフロロアルキル化合物と(化26)で示
される公知のパーフロロアルキルアクリレートとの共重
合体である。
【0062】
【化26】
【0063】ヘキサフロロキシレン400重量部を採取
した2リッターのフラスコを窒素置換した後、還流温度
に昇温し、これに(化20)で示されるフロロアルキル
化合物300重量部と(化26)で示されるパーフロロ
アルキルアクリレート300重量部にアゾビスイソブチ
ロニトリル(AIBN)12重量部を溶解したモノマー
溶液を約3時間で滴下した。この後、還流下にAIBN
2重量部を1時間おきに4回加え、さらに2時間還流を
続けて(化20)と(化26)の共重合体を得た。
【0064】(実施例4〜8)実施例3と同様にして得
られた本発明のフロロアルキル化合物(A)と従来公知
の含フッ素ビニル化合物(B)との共重合体およびAの
単独重合体を(表1)に示す。
【0065】Bには(化27)、(化28)、(化2
9)および(化30)で示される含フッ素ビニル化合物
を用いた。
【0066】
【表1】
【0067】
【化27】
【0068】
【化28】
【0069】
【化29】
【0070】
【化30】
【0071】(実施例9)つぎに、本発明の撥水剤の金
属基材への適用について具体的に説明する。本実施例の
基材には表面最大粗さ(Rmax.)が3〜4μmの平滑ア
ルミ材を用いた。この基材に本発明の撥水剤と従来公知
の撥水剤をそれぞれ1cm2当り10μgの存在量となるよ
うに塗布した試験片について撥水性と撥油性を調べた。
撥水性は蒸留水の1μlを注射針の先端から水平に設置
した試験片表面に移着させ、直ちに水と試験片との接触
角を測定することにより調べた。試験結果は撥水性を4
等級に分類し、120°以上をA級、110〜119°
をB級、100〜109°をC級、100°未満をD級
とした。撥油性はAATCC 118-1992の標準試験法に準拠し
た方法で調べ、試験結果は撥油性を0.0(最小)〜8.
0(最大)の等級に分類した。これらの試験結果を(表
2)に示す。表中の従来例1、2および3の撥水剤はそ
れぞれ(化26)、(化29)および(化31)の単独
重合体を用いた。
【0072】
【表2】
【0073】
【化31】
【0074】(表2)より、本発明の撥水剤はいずれも
平滑アルミ材に強い撥水性と撥油性を付与することがわ
かる。
【0075】(実施例10)つぎに、本発明の撥水剤の
繊維基材への適用について具体的に説明する。
【0076】本実施例の基材には100%ポリエステル
布を用いた。この基材に本発明の撥水剤を布重量の0.
1%となるように塗布し、150℃で5分間熱処理した
試験片についてそれぞれ撥水性と撥油性を調べた。撥水
性はJIS L1092 スプレー試験法に準拠した方法で調べ、
試験結果は撥水性を0(最小)〜100(最大)の点数
に分類した。撥油性はAATCC 118-1992の標準試験法に準
拠した方法で調べ、試験結果は撥油性を0.0(最小)
〜8.0(最大)の等級に分類した。これらの試験結果
を(表3)に示す。表中の従来例1、2および3の撥水
剤はそれぞれ(化26)、(化29)および(化31)
の単独重合体を用いた。
【0077】
【表3】
【0078】(表3)より、本発明の撥水剤はいずれも
ポリエステル布に強い撥水性と撥油性を付与することが
わかる。
【0079】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のフロロアルキルアルコールとその誘導体は同一分子内
に2個のフロロアルキル基またはフロロアルケニル基を
含む分子鎖を有する新規な有機化合物であり、これらは
フロロケミカル工業の原料、中間体として有用なもので
ある。また、本発明の誘導体から得られる重合体は繊
維、紙、木材、皮革、樹脂、ガラス、金属などの基材に
充分な撥水性と撥油性を付与する撥水剤として有用なも
のである。
【図面の簡単な説明】
【図1】(化11)の式で示されるフロロアルキルアル
コールの赤外分光分析結果を示す図
【図2】(化20)の式で示されるフロロアルキル化合
物の赤外分光分析結果を示す図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記一般式(化1)で示されるフロロアル
    キルアルコール。 【化1】 ここで、Rfは炭素数1〜20のフロロアルキル基また
    はフロロアルケニル基を示し、mは1〜11の整数を示
    し、nは1または2を示す。
  2. 【請求項2】下記一般式(化2)で示されるフロロアル
    キル化合物であるフロロアルキルアルコール誘導体。 【化2】 ここで、Rfは炭素数1〜20のフロロアルキル基また
    はフロロアルケニル基を示し、Rは水素原子またはメチ
    ル基を示し、mは1〜11の整数を示し、nは1または
    2を示す。
  3. 【請求項3】請求項2記載のフロロアルキル化合物の少
    なくとも1種類を繰り返しモノマー単位に含有する重合
    体からなる撥水剤。
JP7220038A 1995-08-29 1995-08-29 フロロアルキルアルコールとその誘導体 Pending JPH0967334A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110156647A (zh) * 2019-06-04 2019-08-23 苏州大学 一种含氟交替共聚物大分子单体及其合成方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110156647A (zh) * 2019-06-04 2019-08-23 苏州大学 一种含氟交替共聚物大分子单体及其合成方法

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