CN1057107C - 可得到具有高折射率的固化产品的涂料组合物及用其涂覆的制品 - Google Patents

可得到具有高折射率的固化产品的涂料组合物及用其涂覆的制品 Download PDF

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Abstract

可产生具有高折射率的固化产品的涂料组合物,含有至少一种选自氧化硅、氧化铁、氧化钛、氧化铈、氧化锆、氧化锡、氧化锌、氧化锑及其复合氧化物的细颗粒;一种含有环氧基的硅化合物或其部分水解产物;分子中具有一个OH或SH基团且主链中具有至少一个选自-O-、-CO-O-、-S-、-CO-S-和-CS-S-的键合单元以及至少一个不饱和基团的有机化合物,其可溶于水或低级醇中。当将该组合物在高折射率的基质上固化时,可形成具有非常高的硬度并可深度染色和能抑制干扰带的形成的固化产品。还提供了具有该组合物的固化膜的涂覆制品。

Description

可得到具有高折射率的固化产品的涂料组合物及用其涂覆的制品
本发明涉及一种涂料组合物,该组合物能得到一种具有高的折射率和非常高的硬度的硬涂膜。本发明还涉及将该组合物在合适的基质上涂覆并固化而得到的涂覆制品。
塑料透镜是一种透明的成型制品,其安全性、可加工性、可造型性以及亮度都比玻璃透镜要好。近来对这类透镜的硬涂层技术以及反射抑制技术的研究开发加快了这些透镜的广泛应用。在塑料透镜上施加以二氧化硅为基的硬涂层膜的技术已经引起了人们的注意,因其具有高硬度和高抗刮擦性。尽管如此,随着高折射率塑料透镜的开发成功并开始广泛地应用,由于在硬涂层膜和塑料透镜基体之间在折射率和厚度方面的巨大差异,出现了干扰带。
除了二氧化硅之外,还试图开发使用高折射率的金属氧化物如氧化锑、氧化锆、氧化钛、氧化锡等以在塑料透镜以及其它的透明模制元件或成型制品上形成高折射率涂层膜。
例如,日本专利公开昭63-37142披露了一种硬涂层膜,其包含氧化锑和环氧硅烷。已公开的日本专利申请平5-2102披露了一种硬涂层膜,其包括氧化钛、氧化铁和二氧化硅的细颗粒和环氧硅烷。此外,已公开的日本专利申请平5-164902披露了一种硬涂层膜,其是由氧化钛、氧化铈、二氧化硅的细颗粒、一种环氧硅烷和一种四官能基硅烷化合物制得的。
但是,现有的透明基质上的高折射率的硬涂层膜在涂覆后难能进行染色或者是仅能进行轻度染色,而不能进行深度染色。要进行深度染色,必需要降低硬涂层膜的硬度。
本发明的一个目的是提供一种涂料组合物,当将该组合物施加到高折射率的基质上时,能抑制干扰带的形成。
本发明的第二个目的是提供一种涂料组合物,其在涂覆后能进行深度染色,并在固化后具有高的硬度。
本发明的第三个目的是提供一种涂料组合物,从该组合物能得到一种光学透明的固化膜。
本发明的第四个目的是通过将上述类型的涂料组合物涂覆到合适的基质,如塑料透镜上而得到一种涂覆制品。
按照本发明,上述目的可通过提供一种可得到具有高折射率的固化产物的涂料组合物而达到,该组合物包含:
(1)至少一种选自由二氧化硅、氧化铁、氧化钛、氧化铈、氧化锑、氧化锌、氧化锡及其复合氧化物组成的一组的氧化物的细颗粒;
(2)含有环氧基的硅化合物或其部分水解产物;以及
(3)一种有机化合物,该化合物的分子中具有一个OH或SH基团,并且在其主链中具有至少一个选自由-O-、-CO-O-、-S-、-CO-S-和-CS-S-组成的一组中的键合单元以及至少一个不饱和基团,该有机化合物溶于水或碳原子数最多为4个的低级醇中;
(4)一种使所述的含有环氧基的硅化合物固化的固化催化剂;
其中,以所述的组合物中的总固体量计,所述的组合物含有10-70%(重量)所述的细颗粒,5-85%(重量)所述的含有环氧基的硅化合物以及1-45%(重量)所述的有机化合物。
按照本发明的另一方面,还提供了一种涂覆制品,其是通过将如上所述的组合物涂覆到高折射率的基质上并使其固化而得到的。
(1)本发明的组合物的第一种组分由以上所定义的细颗粒组成,其是以通过将所述的细颗粒分散于分散介质中而得到的溶胶或溶胶混合物的形式存在的。优选的是,所述的细颗粒应至少由两种氧化物或其复合氧化物与二氧化硅化学或物理键合而组成。当然,这些细颗粒是分散于合适的分散介质中的。复合金属氧化物的细颗粒的使用是为了改进单一金属氧化物细颗粒的性质。
含有氧化钛的复合氧化物的细颗粒可以包括,例如由氧化钛、氧化铁、二氧化硅组成的复合氧化物的那些细颗粒,或由氧化钛、氧化铈和二氧化硅组成的复合氧化物的那些细颗粒。已经知道的是,氧化钛细颗粒的耐气候性比较差。已经有过报道,当形成膜时,氧化钛的耐气候性有问题。由于氧化铁或氧化铈的吸收光波区域较氧化钛的要长,因此其耐气候性得到改善。已经被接受的观点是,二氧化硅起到稳定复合氧化物细颗粒的作用。
例如,当含有二氧化钛的复合氧化物是由氧化铁、氧化钛和二氧化硅组成时,Fe2O3和TiO2的重量比例优选是在0.005-1.0∶1的范围内,其中氧化铁是以Fe2O3计,氧化钛以TiO2计,而二氧化硅的SiO2计。当该比例不低于0.005时,得到的膜的耐气候性明显得到改进。但是,如果该比例超过1.0,得到的膜将变黄,导致其透明性降低。
此外,SiO2和(Fe2O3与TiO2)的重量比例优选是在0.001-1∶1的范围内。当该比例不低于0.001时,溶胶的分散稳定性得到改善。当该比例超过1.0时,折射率增加效果降低。
另一种选择是,当复合金属氧化物是由,例如,是由氧化铈、氧化钛和二氧化硅组成时,优选的是,如果氧化铈以CeO2计,氧化钛以TiO2计,二氧化硅以SiO2计,CeO2和TiO2的重量比例在0.1-1.0∶1的范围内,SiO2和(CeO2与TiO2)的重量比例在0.05-0.5∶1的范围内。如果CeO2和TiO2的重量比例不小于0.1,则得到的膜的耐气候性得到改进。但是当该比例超过1.0时,则得到的膜的黄色程度加深。此外,如果SiO2和(CeO2与TiO2)的重量比例不低于0.05,得到的溶胶的分散稳定性得到改进。如果该比例超过0.5,CeO2和TiO2的分散稳定性降低。
所述的氧化物及其混合物和复合氧化物的细颗粒的平均粒径大小优选是在1-100nm的范围。平均粒径小于1nm的颗粒实际上是不能制得的。相反,如果颗粒的平均粒径大于100nm,将使得到的膜的透明性降低。
所述的氧化物、混合物及其复合氧化物可用有机硅化合物进行表面改性。表面改性的颗粒与基质树脂的反应活性和亲合性,以及与溶剂或分散介质的亲合性得到改进。
用于上述目的的有机硅化合物包括,例如,通式为R3SiX的单官能基硅烷,其中R代表具有烷基、苯基、乙烯基、甲基丙烯酰氧基、巯基、氨基或环氧基的有机基团,X代表可水解的基团。其特例包括:三甲基甲氧基硅烷、三乙基甲氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷、三乙基乙氧基硅烷、三苯基甲氧基硅烷、二苯基甲基甲氧基硅烷、苯基二甲基甲氧基硅烷、苯基二甲基乙氧基硅烷、乙烯基二甲基甲氧基硅烷、乙烯基二甲基乙氧基硅烷、γ-丙烯酰氧基丙基二甲基甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基二甲基甲氧基硅烷、γ-巯丙基二甲基甲氧基硅烷、γ-巯丙基二甲基乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基二甲基甲氧基硅烷,γ-氨丙基二甲基甲氧基硅烷,γ-氨丙基二甲基乙氧基硅烷、γ-缩水甘油氧丙基二甲基甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧丙基二甲基乙氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基二甲基甲氧基硅烷等等。
另一种选择是,也可使用通式为R2SiX2的双官能基硅烷,其中,每个R和X分别具有与上所述相同的含义。其特例包括:二甲基二甲氧基硅烷、二乙基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二乙基二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、苯基甲基二甲氧基硅烷、苯基甲基二乙氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基二甲基二甲氧基硅烷、γ-丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-巯丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-巯丙基甲基二乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-缩水甘油氧丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧丙基甲基二乙氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基甲基二甲氧基硅烷等等。
再一种选择是,可以使用通式为RSiX3的三官能基硅烷,其中每个R和X分别具有与上所述相同的含义。其特例包括甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷,苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷、β-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧丙基三乙氧基硅烷、β-缩水甘油氧丙基三乙氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷,等等。
此外,还可使用通式为SiX4的四官能基硅烷,其中X具有与上所述相同的含义。其特例包括四原硅酸乙酯、四原硅酸甲酯等等。
用有机硅化合物对第一组分的表面改性可在所述的有机硅化合物的可水解基团的水解之前或之后进行。
有机硅化合物的加入量取决于存在于氧化物或复合氧化物表面的羟基的数量。该加入量通常为第一组分的细颗粒的重量的0.01至0.15倍。
第一组分的分散介质可以是水、烃、卤代烃、酯、酮、醇、溶纤剂(即乙二醇单烷基醚)、胺、有机羧酸等等。这些介质可单独使用或结合使用。
该介质的例子包括:甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、2-丁醇、甲基溶纤剂(乙二醇单甲醚)、乙基溶纤剂(乙二醇单乙醚)、丙基溶纤剂(乙二醇单丙醚)、丁基溶纤剂(乙二醇单丁醚)、乙二醇、乙酸甲酯、乙酸乙酯、二乙醚、四氢呋喃、丙酮、二甲苯、N,N-二甲基甲酰胺、甲基乙基酮、二氨乙烷、甲苯等等。
第一组分的分散溶胶可从日本的催化剂和化学品有限公司购得,其商品名为Optolake 1130F-2(A-8)(氧化铁-氧化钛-二氧化硅复合颗粒,粒径为10nm,TiO2、Fe2O3和SiO2的组分比为80∶0.7∶19.3,固体含量为30%,分散于甲醇中),及其类似物。
第一组分的细颗粒用于增加涂层膜的折射率。已经知道的是,当膜的折射率与要涂覆的基质的折射率的差值在±.03,优选是在±0.02的范围时,则可以抑制干扰带的形成。换句话说,细颗粒溶胶的用量必须根据要涂覆的透明基质的折射率而适当地加以控制。细颗粒溶胶的用量也可以根据要改进的膜的其他的特性而加以限制。
以涂料组合物中的总固体量计,第一组分的细颗粒的用量为10-70%(重量),优选是15-60%(重量)。如果其用量低于总固体量的10%(重量),则不能明显地增加折射率。若超过70%(重量),则得到的膜可能会发生破裂。
(2)本发明的组合物所使用的含有环氧基的硅化合物或其部分水解产物,为通式为(A)的一种化合物或其部分水解产物:
R1R2 aSi(OR3)3-a             (A)其中:R1代表具有2-12个碳原子的含环氧基的基团;R2代表具有1-6个碳原子的烷基、芳基、具有1-6个碳原子的链烯基、具有1-6个碳原子的卤代烷基、及卤代芳基;R3代表氢原子或具有1-4个碳原子的烷基、酰基或烷酰基;a为0,1或2。
通式为(A)的含有环氧基的硅化合物的例子包括:γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷、β-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧丙基三乙氧基硅烷、β-缩水甘油氧丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油氧氧丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧丙基甲基二乙氧基硅烷、β-(3,4-环氧环已基)乙基三甲氧基硅烷、γ-(β-缩水甘油氧乙氧基)丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环已基)乙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油氧丙基苯基二甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧丙基苯基二乙氧基硅烷等等。
本发明中,以涂料组合物中的总固体量计,第二组分的用量优选为5-85%(重量)。如果其用量低于总国体量的5%(重量),则膜的染色性能降低。另一方面,当其用量超过90%(重量)时,细颗粒溶胶量相应降低,结果折射率不能象所希望的那样增加。
(3)本发明的第三组分应该是这样的化合物:在其分子中至少有一个OH基或SH基,并且在分子主链中具有至少一个选自由-O-、-CO-O-、-S-、-CO-S-和-CS-S-组成的一组中的官能基,该化合物可溶于水或含碳原子数最多为4个的低级醇中。该化合物的通式为下式(B)
R4-X-R5YH                  (B)其中,R4代表具有至少一个不饱和基团的单价烃基团,其可含有一个氧原子或一个硫原子,R5代表具有2或多个碳原子的双价烃基团,其可含有一个氧原子或一个硫原子,X代表-O-、-CO-O-、-S-、-CO-S-和-CS-S-,Y代有氧原子或硫原子。
通式为(B)的化合物的例子包括:聚乙二醇单甲基丙烯酸酯、聚(丁二醇)单丙烯酸酯、聚(丁二醇)单甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇单乙烯基醚、1,6-己二硫醇单丙烯酸酯、双(丙烯酰氧乙基)羟基乙胺、2-羟基-3-苯氧丙基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、2-羟丁基丙烯酸酯、3-丙烯酰氧基甘油单甲基丙烯酸酯、2-羟基-1,3-二甲基丙烯酰氧基丙烷等等。
本发明的第三组分优选的是下述通式为(C)至(F)的那些化合物:
Figure C9510390000141
其中,R6代表氢原子或甲基,R7代表-CH2CH2-或-CH2CH(CH3)-,c为2-4的整数。
通式为(C)的化合物的例子包括:二乙二醇单丙烯酸酯、四乙二醇单丙烯酸酯、聚乙二醇单丙烯酸酯、三丙二醇单丙烯酸酯、聚丙二醇单丙烯酸酯、二乙二醇单甲基丙烯酸酯、四乙二醇单甲基丙烯酸酯、聚乙二醇单甲基丙烯酸酯、三丙二醇单甲基丙烯酸酯、聚丙二醇单甲基丙烯酸酯等等。
通式(D)如下所示:其中R6代表氢原子或甲基,b为2-10,优选是4-6的整数。
通式为(D)的化合物的例子包括:4-羟丁基丙烯酸酯、4-羟丁基甲基丙烯酸酯、4-羟乙基丙烯酸酯、4-羟乙基甲基丙烯酸酯等等。
通式(E)如下所示:
CH2=CH-(CH2)d-O-(CH2)e-OH       (E)其中d为0或1,e为4-120之间的整数。
通式为(E)的化合物的例子包括,例如4-羟丁基烯丙基醚、4-羟丁基乙烯基醚等等。
通式(F)如下所示:
CH2=CH-(CH2)d-(OR7)f-OH         (F)其中R7代表-CH2CH2-或-CH2CH(CH3)-,d为0或1,f为2-9之间的整数。
通式为(F)的化合物包括,例如二乙二醇单烯丙基醚、三乙二醇单乙烯基醚等等。
以涂料组合物的总固体量计,第三组分的用量为1-45%(重量),优选为2-30%(重量)。如果组合物中第三组分的用量低于1%(重量),则深度染色是不可能的。相反,当其用量超过45%(重量)时,则得到的膜的硬度降低。
(4)除了以上所述的第一至第三组分外,本发明的涂料组合物还可含有通式为(G)的有机硅化合物或其部分水解产物作为第四组分:
R6 hR2 aSi(OR3)4-h-a               (G)其中,R2和R3分别具有通式(A)给出的相同的含义,R6代表具有1-4个碳子的烷基或卤代烷基,或具有6-12个碳子的芳基或卤代芳基,具有5-8个碳原子的甲基丙烯酰氧烷基,具有2-10个碳原子的脲基亚烷基、芳香族脲基亚烷基、卤代芳香族亚烷基或巯基亚烷基,a为0、1或2,h为0、1、2或3。
通式为(G)的化合物的加入使得涂层膜与将在其上形成的反射抑制膜之间的粘接性得到改善,同时还能增加其硬度。此外,涂层膜的折射率也可通过控制通式为(G)的化合物的加入量而适当地加以控制。
有机硅化合物的特例包括:三甲基甲氧基硅烷、三乙基甲氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷、三乙基乙氧基硅烷、三苯基甲氧基硅烷、二苯基甲基甲氧基硅烷、苯基二甲基甲氧基硅烷、苯基二甲基乙氧基硅烷、乙烯基二甲基甲氧基硅烷、乙烯基二甲基乙氧基硅烷、乙烯基(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-丙烯酰氧丙基二甲基甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基二甲基甲氧基硅烷、γ-巯丙基二甲基甲氧基硅烷、γ-巯丙基二甲基乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基二甲基甲氧基硅烷、γ-氨丙基二甲基甲氧基硅烷、γ-氨丙基二甲基乙氧基硅烷、γ-缩水甘油氧丙基二甲基甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧丙基二甲氧基乙氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基二甲基甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二乙基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二乙基二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、苯基甲基二甲氧基硅烷、苯基甲基二乙氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷、γ-丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基二甲基二甲氧基硅烷、γ-巯丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-巯丙基甲基二乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙基硅烷、γ-缩水甘油氧丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧丙基甲氧基二乙氧基硅烷、β-(3,4-环氧环已基)乙基甲基二甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ--丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷、β-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧丙基三乙氧基硅烷、β-缩水甘油氧丙基三乙氧基硅烷、β-(3,4-环氧环已基)乙基三甲氧基硅烷、四原硅酸乙酯、四原硅酸甲酯等等。
以涂料组合物中总固体量计,本发明的涂料组合物中,第四组分的加入量为0-60%(重量),优选为2-45%(重量)。当第四组分的用量超过总固体量的60%(重量)时,则很难获得所希望的高折射率。
(5)本发明的组合物优选是包含一种涂料组合物的固化催伦剂,此种催化剂包括,例如羧酸的碱金属盐和铵盐,如乙酸钠、乙酸铵等等,乙酰丙酮的金属盐和铵盐,如乙酰丙酮铝、乙酰丙酮锆盐、乙酰丙酮铵盐等,伯至叔胺,如丁胺、羟乙胺、二甲胺、二乙胺、三甲胺、三乙胺、二甲基苯基胺、聚亚烷基胺等等,高氯酸的金属盐和铵盐,如高氯酸镁、高氯酸铵等等,乙基乙酰乙酸的金属盐,乙酰丙酮和乙基乙酰乙酸配位的金属盐,有机金属盐如环烷酸锌、油酸锡等,以及路易斯酸如SnC14、TiCl4、ZnC12等等。
上述化合物可以与有机硫醇或巯基亚烷基硅烷配合使用作为本发明的涂料组合物的固化催化剂。该固化催化剂可在制备组合物时加入或在进行涂覆之前即加入。固化催化剂的加入时间可按照所希望的加入时间来选择性地决定。
以组合物中的总固体量计,涂料组合物中固化催化剂的加入量一般是在0.001-10%(重量)。
(6)本发明的涂料组合物中所使用的分散介质可以是醇、醚、芳烃、酯和酮。所述的介质的例子包括:甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、2-丁醇、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丙基溶纤剂、丁基溶纤剂、乙二醇、乙酸甲酯、乙酸乙酯、二乙醚、四氢呋喃、丙酮、二甲苯、N,N-二甲基甲酰胺、甲基乙基酮、二氯乙烷、甲苯等等。
以组合物中的总固体量计,分散介质的用量在100-800%(重量)之间。如果分散介质的用量低于100%(重量),得到的膜的厚度变厚,膜有破裂的倾向。相反,当其用量超过800%(重量)时,得到的膜的厚度变薄,使得膜的硬度不够。勿庸置言,该分散介质也可用作第一组分的分散介质。
(7)为了改进涂覆时,涂料组合物的流动性能,本发明的涂料组合物还可包含一种均化剂。该均化剂的例子包括:聚氧化烯和聚二甲基硅氧烷的共聚物、聚氧化烯和碳氟化合物的共聚物等等。以组合物的总重量计,涂料组合物中该添加剂的加入量为0.001-5%(重量)。
除此之外,如果需要,还可向组合物中加入抗氧剂、气候稳定剂、着色剂和/或抗静电剂。
涂料组合物可以用各种各样的方式施加到基质上,这些方式包括:浸渍法、流涂法、施转涂覆法、喷涂法等等。由此涂覆的涂料组合物在50-130℃的条件下热处理1-10小时,这取决于被涂覆的基质的热阻情况。
所述的硬涂层膜优选是具有0.2-10μm的干膜厚,并优选是控制其折射率在1.48-1.70的范围,尽管这最终取决于基质的类型和最终用途。如果硬涂层膜的干膜小于0.2μm,则膜的硬度不够。相反,如果干膜厚超过10μm,则得到的膜合发生破裂。
(8)将要被涂料组合物所涂覆的基质应该是由这样的基质构成的:其折射率须不小于1.50,并且可以是取代玻璃透镜的塑料透镜,光学元件包括玻璃制品、片、模制品等等。
折射率不小于1.50的透明基质包括,例如,那些由聚碳酸酯构成的折射率为1.50的基质。此外,一系列已在专利出版物和已公开的专利申请中提到的用于替代玻璃透镜的塑料透镜,包括那些由聚氨基甲酸乙酯树脂、甲基丙烯酸聚合物、丙烯酸聚合物及其组合物构成的透镜。例如,由氨基甲酸乙酯树脂构成的透镜是那些通过热固化MR-6单体、改性的MR-6和MR-7单体获得的透镜,MR-6单体、改性的MR-6和MR-7单体可从Mitsui Toatsu化学品公司购得。由甲基丙烯酸聚合物构成的透镜是那些使TS-26单体经自由基聚合而得到的透镜,TS-26单体可从Tokuyama有限公司购得。类似地,通过氨基甲酸乙酯反应和乙烯基聚合获得的透镜是那些使ML-3单体聚合而得到的透镜,ML-3单体可从Mitsubishi Gas ChemicalCo.Inc.购得。
(9)反射抑制膜
通过在硬涂层膜上提供一单层的或多层的由无机材料构成的反射抑制膜,可以降低反射,提高光学透过性,同时也改进了耐气候性。
所述的无机材料的例子包括:SiO、SiO2、Si3N4、TiO2、ZrO2、Al2O3、MgF2、Ta2O5等等。这些材料是经真空沉积而在基质上形成一薄膜。
为了改进硬涂层膜的粘合性,透镜或其他的基质优选是要进行预处理,如碱处理、酸处理、等离子体处理、电晕放电处理、火焰处理等等。
通过将本发明的涂料组合物涂覆到高折射率的基质上并固化后得到的膜,具有非常高的抗刮擦性和抗磨损性,并能够抑制干扰带的形成。此外,所述的膜可以进行深度染色。这是因为第三组分与有机硅化合物的缩合产物发生反应,使得第三组分的OH基团从所述的缩合物局部悬置,由此可确保能够捕捉染料或给染料提供通道。这不仅仅导致膜具有非常高的抗刮擦性和抗磨损性,而且使得深度染色成为可能。
相反,已知的涂料组合物通常使用可染色的有机组分作为交联剂。与本发明使用有机硅化合物而得到的膜相比,其所得到的膜的强度相对降低。
下面通过实施例来进一步对本发明进行描述,但本发明并不仅仅限于这些实施例。
            实施例1
称取303克由TiO2-Fe2O3-SiO2制备的复合金属氧化物溶胶(分散在甲醇中的溶胶,其固体含量为30%,为购自催化剂和化学品有限公司的名称为Optolake 1130 F-2(A-8)的商业产品)并放入一个烧瓶中。在搅拌下向此溶胶中加入170克蒸馏水,然后逐渐加入191克γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷和69克甲基三甲氧基硅烷。加完以后,将该混合物继续搅拌2小时。
此后,在对该混合的分散体进行搅拌的同时,加入220克异丙醇,接着再加入40克前面描述的通式为(C)的聚乙二醇单甲基丙烯酸酯,此时通式(C)中的R6为甲基,R7为CH2CH2,c为4(购自日本油脂有限公司的名称为B1enmor PE-200的商业产品)。进一步加入3克高氯酸铵作为固化催化剂和0.4克硅表面活性剂(购自日本Unicar有限公司的名称为L-700的商业产品)作为流动控制剂,接着搅拌1小时。将所得到的混合物在室温下老化48小时。
将该混合物施用于一个折射率为1.594的由氨基甲酸乙酯树脂制成的塑料透镜表面上(将从Mitsui Toatsu化学品公司得到的名称为MR-6的商品单体进行热聚合而得到的一种透镜),接着于120℃热固化1小时。所得到的薄膜的外观是无色透明的。由交叉阴影线试验(cross-hatch Lest)测得其粘附性为100/100。该固化膜的折射率为1.58,其干扰带完全觉察不到。该膜的厚度为1.5到2微米,其SW硬度为4。当该膜染色5分钟后,其透射率降低到32%。
              实施例2
重复进行实施例1中的一般步骤,只是将其中的TiO2-Fe2O3-SiO2复合金属氧化物溶胶用TiO2-CeO2-SiO2复合金属氧化物溶胶代替(分散在甲醇中的固体含量为30%的溶胶,为购自催化剂和化学品有限公司的名称为Optolake1130A(A-8)的商业产品)。所得结果列于表1中。
               实施例3
重复进行实施例1中的一般步骤,只是将其中的TiO2-Fe2O3-SiO2复合金属氧化物溶胶用TiO2-CeO2-SiO2复合金属氧化物溶胶代替(分散在甲醇中的固体含量为30%的溶胶,为购自催化剂和化学品有限公司的商业产品,其TiO2/SiO2=85/15)。所得结果列于表1中。
       实施例4
称取455克由TiO2-CeO2制备的复合金属氧化物溶胶(分散在甲醇中的固体含量为20%的溶胶,为购自催化剂和化学品有限公司的商业产品,其TiO2/CeO2=8/2)并放入一个烧瓶中。在搅拌下向此溶胶中加入142克蒸馏水,然后逐渐加入191克γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷和69克甲基三甲氧基硅烷。加完以后,将所得混合物继续搅拌2小时。
此后,在对该混合的分散体进行搅拌的同时,加入100克异丙醇,接着加入40克Blenmor PE-200。再加入3克作为固化催化剂的高氯酸铵和0.4克作为流动控制剂的L-7001,然后搅拌1小时。将所得混合物在室温下老化48小时。该混合物按实施例1中的相同方式进行评价,其结果列于表1中。
             实施例5
重复进行实施例1中的一般步骤,只是将其中的TiO2-CeO2-SiO2复合金属氧化物用由Sb2O5制得的金属氧化物溶胶(分散在甲醇中的固体含量为30%的溶胶,为购自日本化学工业株式会社的名称为Sancolloid AMT-130的商业产品)代替。所得结果列于表1中。
             实施例6
称取467克由CeO2制得的金属氧化物溶胶(固体含量为15%的水分散溶胶,为购自Taki化学品有限公司的名称为Needral U-15的商业产品)并放入一个烧瓶中。将184克γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷逐渐加入到该溶胶中并让其水解。加完以后,将该混合物继续搅拌1小时。
此后,在对该混合的分散体进行搅拌的同时,加入316克异丙醇,然后加入30克Blenmor PE-200。再加入3克作为固化催化剂的高氯酸铵和0.4克作为流动控制剂的L-7001,然后搅拌1小时。将所得混合物在室温下老化48小时。该混合物按照实施例1中的相同方式进行评价,其结果列于表1中。
             实施例7
称取303克Optolake 1130F-2(A-8)并放入一个烧瓶中,在搅拌下向该烧瓶中加入170克蒸馏水。向所得混合物中逐渐加入239克γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷。加完以后,将该混合物继续搅拌2小时。
此后,在对该混合的分散体进行搅拌的同时,加入241克甲醇,接着加入40克Blenmor PE200。然后加入15克作为固化催化剂的一种乙酰丙酮金属盐的改性产物(购自希望医药有限公司的名称为Acetope A(MX)的商业产品)和0.4克作为流动控制剂的硅表面活性剂(购自Dow-Coning of Asia的名称为PA-32的商业产品),然后搅拌1小时。将所得到混合物在室温下老化48小时。
将该混合物按照实施例1中的相同方式进行评价。其结果列于表1中。
              实施例8
称取340克Optolake 1130F-2(A-8)并放入一个烧瓶中,在搅拌下向其中加入122克蒸馏水。向该混合物中逐渐加入134克γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷和128克甲基三甲氧基硅烷。加完以后,将该混合物继续搅拌2小时。
此后,在对该混合的分散体进行搅拌的同时,加入229克乙醇,接着加入40克Blenmor PE200。然后加入3克作为固化催化剂的高氯酸铵和0.4克作为流动控制剂的L-7001,然后搅拌1小时。将所得混合物在室温下老化48小时。
将该混合物按照实施例1中的相同方式进行评价。其结果列于表1中。
            实施例9
称取312克Optolake 1130F-2(A-8)并放入一个烧瓶中,在搅拌下向其中加入120克蒸馏水。向此混合物中逐渐加入8.3克γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷和178克甲基三甲氧基硅烷。加完以后,将该混合物继续搅拌2小时。
此后,在对该混合的分散体进行搅拌的同时,加入234克乙醇,接着加入60克Blenmor PE200。然后加入9克作为固化催化剂的乙酰丙酮铝盐和0.4克作为流动控制剂的硅表面活性剂(购自Dow-Coning of Asia的名称为PA-57的商业产品),然后搅拌1小时。将所得混合物在室温下老化48小时。
将该混合物按照实施例1中的相同方式进行评价。其结果列于表1中。
            实施例10
称取310克Optolake 1130F-2(A-8)并放入一个烧瓶中,在搅拌下向其中加入120克蒸馏水。向此混合物中逐渐加入189克γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷、34克甲基三甲氧基硅烷和27克二甲基二甲氧基硅烷。加完以后,将该混合物继续搅拌2小时。
此后,在对该混合的分散体进行搅拌的同时,加入277克乙醇,接着加入30克前面描述的通式为(C)的聚乙二醇单甲基丙烯酸酯,此时通式(C)中的R6为甲基,R7为CH2CH2基,c为2(购自日本油脂有限公司的名称为Blenmor PE90的商业产品)。然后加入9克作为固化催化剂的乙酰丙酮铝盐和0.4克作为流动控制剂的L-7001,然后搅拌1小时。将所得混合物在室温下老化48小时。
将该混合物按照实施例1中的相同方式进行评价。其结果列于表1中。
            实施例11
称取310克Optolake 1130F-2(A-8)并放入一个烧瓶中,在搅拌下向其中加入120克蒸馏水。向该混合物中逐渐加入212克γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷和58克原硅酸四乙酯。加完以后,将该混合物继续搅拌2小时。
此后,在对该混合的分散体进行搅拌的同时,加入257克甲醇,接着加入3克Blenmor PE200。然后加入9克作为固化催化剂的乙酰丙酮铝盐和0.4克作为流动控制剂的PA-32,接着搅拌1小时。将所得混合物在室温下老化48小时。
将该混合物按照实施例1中的相同方式进行评价。其结果列于表1中。
            实施例12
称取247克Optolake 1130F-2(A-8)并放入一个烧瓶中,在搅拌下向其中加入150克蒸馏水。向该混合物中逐渐加入210克γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷和57克苯基三甲氧基硅烷。加完以后,将该混合物继续搅拌2小时。
此后,在对该混合的分散体进行搅拌的同时,加入303克甲醇,接着再加入20克Blenmor PE200。然后加入15克作为固化催化剂的Acetope Al(MX)和0.4克作为流动控制剂的L-7001,接着再搅拌1小时。将所得混合物在室温下老化48小时。
将该混合物按照实施例1中的相同方式进行评价。其结果列于表1中。
             实施例13
称取310克Optolake 1130F-2(A-8)并放入一个烧瓶中,在搅拌下向其中加入120克蒸馏水。向该混合物中逐渐加入211克γ-缩水甘油氧丙基甲基二甲氧基硅烷。加完以后,将该混合物继续搅拌2小时。
此后,在对该混合的分散体进行搅拌的同时,加入326克乙醇,接着加入20克Blenmor PE90。然后加入9克作为固化催化剂的乙酰丙酮铝盐和0.4克作为流动控制剂的PA-57,然后搅拌1小时。将所得混合物在室温下老化48小时。
将该混合物按照实施例1中的相同方式进行评价。其结果列于表1中。
            实施例14
称取310克Optolake 1130F-2(A-8)并放入一个烧瓶中,在搅拌下向其中加入120克蒸馏水。向该混合物中逐渐加入169克γ-缩水甘油氧丙基甲基二甲氧基硅烷和68克甲基三甲氧基硅烷。加完以后,将该混合物继续搅拌2小时。
此后,在对该混合的分散体进行搅拌的同时,加入280克IPA(异丙醇),接着再加入20克Blenmor PE200。然后加入3克作为固化催化剂的高氯酸铵和0.4克作为流动控制剂的PA-57,然后搅拌1小时。将所得混合物在室温下老化48小时。
将该混合物按照实施例1中的相同方式进行评价。其结果列于表1中。
             实施例15
称取310克Optolake 1130F-2(A-8)并放入一个烧瓶中,在搅拌下向其中加入120克蒸馏水。向该混合物中逐渐加入278克γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷。加完以后,将该混合物继续搅拌2小时。
此后,在对该混合的分散体进行搅拌的同时,加入270克IPA,接着再加入8克Blenmor PE200。然后加入9克作为固化催化剂的乙酰丙酮铝盐和0.4克作为流动控制剂的PA-32,然后搅拌1小时。将所得混合物在室温下老化48小时。
将该混合物按照实施例1中的相同方式进行评价。其结果列于表1中。
              实施例16
重复进行实施例1中的一般步骤,只是将其中的前面所述的通式为(C)、其中的R6为甲基、R7为CH2CH2且c为4的聚乙二醇单甲基丙烯酸酯用通式为(C)的、其中的R6为甲基、R7为CH2CH(CH3)CH2CH2且c为5的聚乙二醇单甲基丙烯酸酯(购自日本油脂公司的名称为Blenmor PP1000的商业产品)代替。其结果列于表1中。
          实施例17
称取310克Optolake 1130F-2(A-8)并放入一个烧瓶中,在搅拌下向其中加入120克蒸馏水。向此混合物中逐渐加入179克γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷。加完以后,将该混合物继续搅拌2小时。
此后,在对该混合的分散体进行搅拌的同时,加入280克IPA,接着再加入100克BlenmorPE200。然后加入9克作为固化催化剂的乙酰丙酮铝盐和0.4克作为流动控制剂的PA-32,然后搅拌1小时。将所得混合物在室温下老化48小时。
将该混合物按照实施例1中的相同方式进行评价。其结果列于表1中。
             实施例18
重复进行实施例1中的一般步骤,只是将其中的前面所述的通式为(C)、其中的R6为甲基、R7为CH2CH2及c为4的聚乙二醇单甲基丙烯酸酯用前面所述的通式为(D)、其中的R6为氢原子且b为4的4-羟丁基丙烯酸酯(购自Osaka有机化学工业株式会社的名称为4-HBA的商业产品)代替。其结果列于表1中。
            实施例19
重复进行实施例1中的一般步骤,只是将其中的前面所述的通式为(C)的,其中的R6为甲基、R7为CH2CHC2且c为4的聚乙二醇单甲基丙烯酸酯用前面所述的通式为(E)、其中的d等于0,b等于4的4-羟基丁基乙烯基醚(购自日本I.S.P.的名称为Lapicure HBVE的商业产品)来代替。其结果列于表1中。
             实施例20
重复进行实施例1中的一般步骤,只是将其中的前面所述的通式为(C)、其中的R6为甲基、R7为CH2CH2且C为4的聚乙二醇单甲基丙烯酸酯用前面所述的通式为(E)、其中的d等于1且b等于2的乙二醇单烯丙基醚(购自东京化学工业株式会社的商业产品)来代替。其结果列于表1中。
               实施例21
重复进行实施例1中的一般步骤,只是将其中的前面所述的通式为(C)、其中的R6为甲基、R7为CH2CH2且c为4的聚乙二醇单甲基丙烯酸酯用前面所述的通式为(F)、其中的d等于1且f等于3到4的烯丙基化聚醚(购自日本油脂有限公司的名称为Uniox PKA-5001的商业产品)来代替。其结果列于表1中。
          实施例22
重复进行实施例1中的一般步骤,只是将其中的前面所述的通式为(C)、其中的R6为甲基、R7为CH2CH2且c为4的聚乙二醇单甲基丙烯酸酯用2-羟基-3-苯氧基丙基丙烯酸酯(购自Shinnakamura化学工业株式会社的名称为Nk Ester 702A的商业产品)来代替。其结果列于表1中。
        实施例23
重复进行实施例1中的一般步骤,只是将其中的前面所述的通式为(C)、其中的R6为甲基、R7为CH2CH2且c为4的聚乙二醇单甲基丙烯酸酯用2-羟基-1,3-二甲基丙烯酰氧基丙烷(购自Shinnakamura化学工业株式会社的名称为NkEster 701的商业产品)来代替。其结果列于表1中。
              实施例24
重复进行实施例1中的一般步骤,只是将其中的前面所述的通式为(C)、其中的R6为甲基、R7为CH2CH2且c为4的聚乙二醇单甲基丙烯酸酯用季戊四醇三丙烯酸酯(购自Toagosei化学工业株式会社的名称为Aronix M-305的商业产品)来代替。其结果列于表1中。
              实施例25
重复进行实施例1中的一般步骤,只是将实施例1中的混合物用于一个由氨基甲酸乙酯树脂制成的折射率为1.594的塑料透镜(将从Mitsui toatsu化学品公司得到的改性的MR-6单体进行热聚合而得到的透镜),并在120℃热固化1小时。所得到的透镜完全觉察不到干扰带。将该混合物按照实施例1中的相同方式进行评价。其结果列于表1中。
             实施例26
重复进行实施例1中的一般步骤,只是将实施例1中的混合物用于一个由一种甲基丙烯酸树脂制成的折射率为1.59的塑料透镜(将从Tokuyama株式会社得到的改性的TS-26单体进行热聚合而得到的透镜),并于120℃热固化1小时。所得到的透镜完全觉察不到干扰带。将该混合物按照实施例1中的相同方式进行评价。其结果列于表1中。
               实施例27
重复进行实施例1中的一般步骤,只是将实施例1中的混合物施用于一个折射率为1.59的,通过氨基甲酸乙酯反应与自由基聚合相结合而得到的一种聚合物所制备的塑料透镜(将从Mitsui气体化学品株式会社得到的改性ML-3单体进行热聚合而得到的透镜),并于120℃热固化1小时。所得到的透镜完全觉察不到干扰带。将该混合物按照实施例1中的相同方式进行评价。其结果列于表1中。
               实施例28
重复进行实施例1中的一般步骤,只是将实施例1中的混合物施用于一个折射率为1.60的,主要由三嗪环制成的塑料透镜K-25(购自Kureha Lentech株式会社)。并于120℃热固化1小时。所得到的透镜完全觉察不到干扰带。将该混合物按照实施例1中的相同方式进行评价。其结果列于表1中。
              实施例29
称取433克Optolake 1130F-2(A-8)并放入一个烧瓶中,在搅拌下向其中加入120克蒸馏水。向此混合物中逐渐加入184克γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷。加完以后,将该混合物继续搅拌2小时。
此后,在对该混合的分散体进行搅拌的同时,加入210克IPA,接着再加入40克Uniox PKA-5001。然后加入3克作为固化催化剂的乙酰丙酮铝盐和0.4克作为流动控制剂的PA-57,然后搅拌1小时。将所得混合物在室温下老化48小时。
将该混合物施用于一个由聚氨基甲酸乙酯树脂制成的折射率为1.66的塑料透镜(将从MitsuiToatsu化学品公司得到的MR-7单体进行热聚合所得到的透镜),并于120℃热固化1小时。所得到的薄膜的折射率为1.64,且完全觉察不到干扰带。该薄膜的厚度为1.5到2.0微米。将该混合物按照实施例1中的相同方式进行评价。其结果列于表1中。
             实施例30
称取468克Optolake 1130F-2(A-8)并放入一个烧瓶中,在搅拌下向其中加入120克蒸馏水。向此混合物中逐渐加入135克γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷然后逐渐加入37克苯基三甲氧基硅烷。加完以后,将该混合物继续搅拌2小时。
此后,在对该混合的分散体进行搅拌的同时,加入188克乙醇,接着再加入40克Blenmor PE400。然后加入15克作为固化催化剂的Acetope Al(MX)和0.4克作为流动控制剂的L-7001,然后搅拌1小时。将所得混合物在室温下老化48小时。
将该混合物按照实施例29中的相同方式进行评价。其结果列于表1中。
             实施例31
称取208克Optolake 1130F-2(A-8)并放入一个烧瓶中,在搅拌下向其中加入120克蒸馏水。向此混合物中逐渐加入223克γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷和80克甲基三甲氧基硅烷。加完以后,将该混合物继续搅拌2小时。
此后,在对该混合的分散体进行搅拌的同时,加入315克IPA,接着再加入40克BlenmorPE200。然后加入3克作为固化催化剂的高氯酸铵和0.4克作为流动控制剂的L-7001,然后搅拌1小时。将所得混合物在室温下老化48小时。
将该混合物施用于一个主要由二烯丙基邻苯二甲酸酯聚合物组成的折射率为1.56的塑料透镜,并于120℃热固化1小时。所得到的膜的外观为无色透明的、粘附性为100/100。所得到的薄膜的折射率为1.54,完全觉察不到干扰带。薄膜的厚度为1.7到1.54微米。将该混合物按照实施例1中的相同方式进行评价。其结果列于表1中。
              实施例32
重复进行实施例1中的一般步骤,只是将实施例1中的混合物施用于一个主要由三嗪环制成的折射率为1.56的塑料透镜K-235(购自Kureha Lentech株式会社),并于120℃热固化1小时。所得到的透镜完全觉察不到干扰带。将该混合物按照实施例1中的相同方式进行评价。其结果列于表1中。
             实施例33
将实施例1到32所得到的每个塑料透镜基质经过真空喷镀形成一个反射抑制膜,该膜由在硬涂覆膜的那一面上的ZrO2、SiO2、ZrO2和SiO2四个层所组成。所形成的反射抑制层的光学厚度相应为大约λ/12,λ/12,λ/2和λ/4,其中λ为520纳米光线的波长。所得透镜的评价结果列于表2中。
           对比例1
称取275克γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷并放入一个烧瓶中。保持该液体的温度为10℃或10℃以下,在搅拌下逐渐加入63克0.01N的盐酸水溶液以使得γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷水解。接着向此溶液中加入298克甲醇,然后继续搅拌1小时。向此溶液中加入350克Optolake 1130F-2(A-8)。加完以后继续搅拌1小时。然后向该混合物中加入3克作为固化催化剂的高氯酸铵和0.4克作为流动控制剂的L-7001,并搅拌1小时。将该混合物在室温下老化24小时。
将该混合物按照实施例1中的相同方式进行评价,其结果列于表1中。
            对比例2
重复进行对比例1中的一般步骤,只是用由TiO2-CeO2-SiO2组成的复合金属氧化物溶胶代替对比例1由TiO2-Fe2O3-SiO2组成的复合金属氧化物溶胶。其结果列于表1中。
              对比例3
重复进行对比例1中的一般步骤,只是用由Sb2O5组成的金属氧化物溶胶代替对比例1中的由TiO2-Fe2O3-SiO2组成的复合金属氧化物溶胶。其结果列于表1中。
              对比例4
称取300克胶体二氧化硅(固体含量为30%的水性分散溶胶,为购自日本化学工业株式会社的名称为Snowtex O-40的商业产品)并放入一个烧瓶中。在冷却并搅拌下向此溶胶中逐渐加入204克γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷。加完以后,继续搅拌1小时。在该搅拌过程中,当混合物的温度不再升高时,停止冷却。
此后,在搅拌下向此混合物中加入451克异丙醇,接着再加入38克PE90。然后再加入1.5克作为固化催化剂的高氯酸铵和0.4克作为流动控制剂的L-7001,然后搅拌1小时。将该混合物在室温下老化24小时。
将该混合物按照实施例1中的相同方式进行评价,其结果列于表1中。
各实施例和对比例中的涂料组合物是按下述方式进行涂覆的:
(1)将一个透镜基质在8%的NaOH水溶液中浸泡30分钟,用水充分漂洗并干燥。
(2)将该基质在相应的涂料组合物中以15厘米/分钟的拉起速度进行蘸浸。
(3)将涂覆的基质在室温下干燥大约5分钟,并在120℃热固化1小时。
各实施例和对比例中所得到的薄膜按照下列方法进行测试:
(1)交叉阴影线试验(见JIS K5400中的规定)
(2)钢丝绒(SW)试验
采用#000O钢丝绒,对每个薄膜在1公斤重量的负荷下用该钢丝绒进行刮擦,按下述标准评价其刮擦度:
5:完全没有刮擦,4:轻度刮擦,3:一定程度的刮擦,2:显著程度的刮擦,1:已刮擦到基质。
(3)可染色性
将美国的Brain Powder公司出售的BIP Gray用蒸馏水稀释至9%并加热到90℃。将已用相应的涂料组合物涂覆的透镜分别在此水溶液中浸泡5分钟,然后将透镜取出并用水漂洗。将经过这样染色的透镜进行全光线透射率测定,以比较彼此的可染色性。
(4)干扰带
采用美国的中西部科学公司生产的单色灯UNILAMP,用肉眼观察涂覆透镜的干扰带。
(5)加速的气候性试验
用Xenon Arc气候仪对涂覆透镜进行耐气候性评价。这种试验是在黑钢板温度为68±3℃,且在每2小时喷射16分钟水雾的条件下进行的。透镜暴露248小时后的交叉阴影线试验结果和外观结果列于表2中。
       表1  硬涂覆透镜的评价结果实施例  外观  粘附性  SW硬度  可染色性  干扰带1        好   100/100   4       32%      无2        好   100/100   4       32        无3        好   100/100   4       40        无4        好   100/100   4       41        无5        好   100/100   4       36        无6        好   100/100   4       11        轻度干扰带7        好   100/100   4       26        无8        好   100/100   4       34        无9        好   100/100   5       60        轻度干扰带10       好   100/100   4       31        无11       好   100/100   4       50        无12       好   100/100   4       40        无13       好   100/100   3       28        无14       好   100/100   4       32        无15       好   100/100   5       62        无16       好   100/100   4       30        无17       好   100/100   4       25        无18       好   100/100   4       48        无19       好   100/100   4       28        无20       好   100/100   4       45        无21       好   100/100   4       30        无22       好   100/100   4       40        无23       好   100/100   4       41        无24       好   100/100   4       41        无(续表1)实施例  外观  粘附性  SW硬度  可染色性  干扰带25       好   100/100   4        36       无26       好   100/100   4        38       无27       好   100/100   4        40       无28       好   100/100   4        41       无29       好   100/100   4        33       无30       好   100/100   4        34       无31       好   100/100   4        39       无32       好   100/100   4        42       无对比例1        好   100/100   4        89%     无2        好   100/100   4        89       无3        好   100/100   4        89       无4        好   100/100   4        32       有
      表2  带反射抑制膜的透镜的评价结果
     初始性能   耐气候性试验后
实施例  外观  粘附性  SW硬度 外观     粘附性
  1      好   100/100    52      好   100/100    53      好   100/100    54      好   100/100    55      好   100/100    56      好   100/100    57      好   100/100    58      好   100/100    59      好   100/100    510      好   100/100    511      好   100/100    512      好   100/100    513      好   100/100    514      好   100/100    515      好   100/100    516      好   100/100    517      好   100/100    518      好   100/100    519      好   100/100    520      好   100/100    521      好   100/100    522      好   100/100    5 好       100/100好       100/100好       100/100好       100/100好       100/100好       100/100好       100/100好       100/100好       100/100好       100/100好       100/100好       100/100好       100/100好       100/100好       100/100好       100/100好       100/100好       100/100好       100/100好       100/100好       100/100好       100/100
(续表2)
    初始性能   耐气候性试验后
 23    好  100/100  524    好  100/100  525    好  100/100  526    好  100/100  527    好  100/100  528    好  100/100  529    好  100/100  530    好  100/100  531    好  100/100  532    好  100/100  5   好    100/100好    100/100好    100/100好    100/100好    100/100好    100/100好    100/100好    100/100好    100/100好    100/100
从表1和表2结果可以看出,由于对比例1到3中不含有本发明中的第三组分,因此其涂料组合在固化后完全不能染色。在对比例4的情况下,所得涂覆层的折射率较低而且具有干扰带。与此相反,从本发明的涂覆组分所得到的薄膜没有任何干扰带,而且可以深度染色。

Claims (14)

1、一种可产生具有高折射率的固化产品的涂料组合物,该组合物包含:
(1)从二氧化硅、氧化铁、氧化钛、氧化铈、氧化锆、氧化锡、氧化锌、氧化锑、及它们的复合氧化物所组成的一组中所选择的至少一种氧化物的细颗粒;
(2)含有环氧基的硅化合物或其部分水解产物;以及
(3)一种有机化合物,该化合物的分子中具有一个OH或SH基团,并且在其主链中具有至少一个选自由-O-、-CO-O-、-S-、-CO-S-和-CS-S-组成的一组中的键合单元以及至少一个不饱和基团,该有机化合物可溶于水或碳原子数最多为4个的低级醇中;
(4)一种使所述的含有环氧基的硅化合物固化的固化催化剂;
其中,以所述的组合物中的总固体量计,所述的组合物含有10-70%(重量)的所说细颗粒,5-85%(重量)的所说含有环氧基的硅化合物,以及1-45%(重量)的所说有机化合物。
2、按照权利要求1的涂料组合物,其中所说至少一种氧化物由氧化钛、氧化铁和二氧化硅组成。
3、按照权利要求2的涂料组合物,其中所说氧化钛、  氧化铁和二氧化硅的重量比例为:Fe2O3+TiO2的重量比例为0.005-1.0∶1,SiO2和(Fe2O3与TiO2)的重量比例为0.001-1.01,其中氧化钛以TiO2计,氧化铁以Fe2O3计,二氧化硅以SiO2计。
4、按照权利要求1的涂料组合物,其中所说至少一种氧化物由氧化钛、氧化铈和二氧化硅组成。
5、按照权利要求4的涂料组合物,其中所说氧化钛、氧化铈和二氧化硅的重量比例为:CeO2和TiO2的重量比例为0.1-1.0∶1,SiO2和(CeO2与TiO2)的重量比例为0.05-0.5∶1,其中氧化钛以TiO2计,氧化铈以CeO2计,二氧化硅以SiO2计。
6、按照权利要求1的涂料组合物,其中所说细颗粒具有1到100纳米的平均粒径。
7、按照权利要求1的涂料组合物,其中所说细颗粒用一种有机硅化合物进行表面改性。
8、按照权利要求1的涂料组合物,其中所说含环氧基的硅化合物或其部分水解产物具有下列通式:
R1R2 aSi(OR3)3-a                  (A)其中:R1代表具有2-12个碳原子的含环氧基的基团;R2代表具有1-6个碳原子的烷基、芳基、具有1-6个碳原子的链烯基、具有1-6个碳原子的卤代烷基、及卤代芳基;R3代表氢原子或具有1-4个碳原子的烷基、酰基或烷酰基;a为0、1或2。
9、按照权利要求1的涂料组合物,其中所说有机化合物具有下列通式
R4-X-R5YH其中:R4代表具有至少一个不饱和基团的单价烃基团,它可含有一个氧原子或一个硫原子;R5代表具有2个或多个碳原子的双价烃基团,它可含有一个氧原子或一个硫原子;X代表-O-、-CO-O-、-S-、-CO-S-和-CS-S-;Y代表氧原子或硫原子。
10、按照权利要求1的涂料组合物,该组合物还进一步含有最多至60%(重量)(以该组合物中的总固体量计)的具有下列通式的有机硅化合物或其部分解的产物:
R6 hR2 aSi(OR3)4-h-a其中:R2代表具有1-6个碳原子的烷基,芳基,具有1-6个碳原子的链烯基,具有1-6个碳原子的卤代烷基,及卤代芳基;R3代表氢原子或具有1-4个碳原子的烷基、酰基、或烷酰基;R6代表具有1-4个碳原子的烷基或卤代烷基,或具有6-12个碳原子的芳基或卤代芳基,具有5-8个碳原子的甲基丙烯酰氧烷基,具有2-10个碳原子的脲基亚烷基、芳香族脲基亚烷基、卤代芳香族亚烷基或巯基亚烷基;a为0、1或2;h为0、1、2或3。
11、一种涂覆制品,该涂覆制品包括一个光学透明的、其折射率不低于1.50的基质,和一种在所说基质上由权利要求1所定义的涂料组合物所形成的固化膜。
12、按照权利要求11的涂覆制品,该制品进一步含有一种形成于所说固化膜上并且由一种无机化合物制得的反射抑制膜。
13、按照权利要求11的涂覆制品,其中所说基质是一种折射率不低于1.50的塑料透镜;所说组合物中的细颗粒是由选自氧化钛-氧化铁-二氧化硅和氧化钛-氧化铈-二氧化硅的复合金属氧化物之中的一种所制备的。
14、按照权利要求13的涂覆制品,该制品进一步含有一种形成于固化膜上并且由一种无机化合物制得的反射抑制膜。
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