CN115803668A - 具有抗反射性质的易清洁和抗雾化涂层 - Google Patents

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Abstract

一种具有涂层系统的眼科物品，该涂层系统为眼科物品提供抗反射、易清洁以及抗雾化性质。该涂层系统包括低折射率和高折射率金属氧化物的交替层以及由一种或多种硅烷、一种或多种醇、DI水和亚甲基丁二酸形成的基于溶胶‑凝胶的亲水顶层。在基于溶胶‑凝胶的顶层沉积在低折射率和高折射率金属氧化物的交替层的顶部表面上时，该涂层系统为眼科产品提供了很好的表面能和粒径分布。

Description

具有抗反射性质的易清洁和抗雾化涂层
相关申请
本申请要求于2020年4月17日提交的美国临时申请序列号63/011,884，名称为具有抗反射性质和改进性能的易清洁涂层的优先权，该美国临时申请在此通过引用以其全文并入本文。
技术领域
本发明涉及光学涂层，更具体地涉及亲水涂层，这些涂层易清洁、抗反射、抗雾化并且对机械作用，例如摩擦和磨损，具有更好的稳定性。
背景技术
可以将一种或多种功能性涂层应用到眼科物品的表面以赋予其表面不同的性质或特点。由该涂层所赋予的这些性质或特点可以包括颜色、光泽、反射率、耐磨性、光学清晰度、防水性、抗雾化性、抗反射性、耐污染性和易清洁性。在这些各种各样的性质中，易清洁、抗雾化和抗反射的表面性质或特点在眼科行业中具有潜在的广泛运用。
污垢、油渍以及灰尘是堆积在眼科透镜上的主要污染物。根据穿戴者的环境、眼科透镜涂层的类型，以及清洁它们所需的材料，这些污染物正在持续进行清除并且通常是具有挑战性的。
为保持眼科透镜表面的清洁，大部分目前可获得的产品在这些透镜上使用了疏水涂层。然而，这些使用疏水透镜表面的易清洁涂层技术并不一直能达到用户所需求的水准。这能归因于这样的事实，即疏水表面大多倾向于为水和油两者取得尽可能最大的接触角度。一般来说，水的接触角摩擦前>110°以及摩擦后>105°是常用的。然而，水和油的这种大接触角并不总是表明表面易于清洁，因为在表面没有摩擦力的情况下，与污垢混合的水/油往往会在光滑的透镜表面上移动或涂抹。并且，疏水表面的性能也可能不会保持足够长久。比如，随着时间的推移疏水涂层会在透镜清洗过程中恶化(deteriorate)或磨损。当这种情况发生时，油和污渍堆积在透镜上并且在不使用肥皂或类似的清洁溶液的情况下很难清除。
其他技术采用亲水涂层的使用，该亲水涂层通常由具有永久亲水性的材料组成。然而，这些类型的涂层通常不耐用并且不能用于存在磨损的应用中。
在光学行业中，通常可取的是，将易于清洁的性质或特点与其他功能性的性质或特点(比如，抗雾化)结合起来。然而，当前易清洁涂层的固有疏水性使其具有不良的抗雾化性，因为水滴能够以部分非润湿的状态附着在此类涂层上，通过光散射产生雾状外观。
另外，基于它们的固有表面能量性质，市售亲水抗雾化涂层并不必然使它们本身能够被清洁。相应地，市场上的现有涂层要么易于清洁、要么具有抗雾化性能，但并非两者兼而有之。因此，缺少一种以耐用和可制造的方式结合这两种性质的涂层系统。
美国专利10,613,255B2，其内容在此通过引用并入，公开了用于眼科透镜的具有抗反射(AR)性质以及赋予改进的可清洁性的亲水涂层。该亲水涂层是由一种或多种硅烷、醇和水形成的溶胶-凝胶层，该溶胶-凝胶层作为顶层沉积在AR堆栈上并完成该AR堆栈。
这种基于溶胶-凝胶的亲水涂层赋予了在30-90毫焦耳范围内的独特表面能，该表面能基本上是永久性的。与在传统AR涂层中所使用的疏水层相比，这种范围的表面能赋予了更强的亲水性。这种能量范围被发现可以提供更好的抗污性和可清洁性，正如所公开的轻易将皮脂从涂层表面去除一样。
尽管美国专利10,613,255B2公开的亲水涂层显示基本上永久性的表面能，不会因风化而降解(如行业标准Quv测试中所模拟的一样)，但是，可能的是这种亲水涂层可能会因机械作用(例如，摩擦或磨损)而降解，随着时间的推移，这些机械作用可能会降低或消除溶胶-凝胶层的性能。
因此，有需要开发一种在AR堆栈上的基于溶胶-凝胶的顶部亲水涂层，通过提供具有抗摩擦和磨损的表面坚固性而使涂层具有优异特性，并且该涂层在较长的时间内提供易清洁、抗反射和抗雾化的性质。
发明内容
本发明提供了赋予物品表面有效的易清洁、抗反射和抗雾化性质的涂层和涂层系统。从某种程度上来说，通过提供一种眼科物品来获得涂层系统，该眼科物品包括：具有第一表面的基板；交替的低折射率和高折射率金属氧化物的多个折射层，直接沉积在第一表面上的多个折射层中的第一层，以及形成第二表面的多个折射层的最后一层；以及沉积在第二表面上的顶层，该顶层由一种或多种硅烷、一种或多种醇、DI水和酸形成，该酸包括具有两个羧酸和α，β-不饱和双键的三官能团。该涂层系统包括大约每平方米30至90毫焦耳范围内的表面能和大约20至30纳米范围内的粒径。
在优选实施例中，一种赋予物品表面易清洁、抗雾化和抗反射性质的光学涂层组合物的制备方法包括：在第一步中通过结合以下形成第一混合物：i)至少一种R1Si(OR2)3的硅烷，其中R1包括活性有机环氧基(reactive organic epoxide group)以及R2是甲基、乙基、丙基或异丙基；ii)醇组分，iii)DI水，以及iv)具有三官能团的酸，该三官能团包括两个羧酸基团和α，β-不饱和双键。搅拌第一混合物以使混合物冷却至室温以及在该第一步中将v)具有式Si(OR2)4的硅烷化合物，其中R2是甲基、乙基、丙基或异丙基，添加到反应混合物中。在该合成的第二步中，通过在合成的第一步中添加至少一种额外的醇成分来稀释第一混合物。将第二混合物在50℃下固化72小时以获得光学涂层组合物，该组合物赋予眼科物品的表面易清洁、抗雾化和抗反射的性质。
在一些实施例中，该合成的第一步中所使用的酸将最终反应混合物的pH保持在3.2，该酸与可用反应物交联并提高光学涂层的机械坚固性。
本申请公开的光学涂层赋予固化表面易清洁、抗反射和抗雾化性质，该固化表面包括直径约为20至30纳米范围内的孔以及为约每平方米30至90毫焦耳范围内的表面能。
附图说明
从本发明的实施例的以下描述、作为参考的附图中，本发明实施例所能达到的这些和其他方面、特征和优点是显而易见和清楚阐明的，其中：
图1是根据本发明的一个实施例的涂层基板的透视图。
图2是展示出根据本发明的一个实施例中用硫酸和亚甲基丁二酸的混合物对光学涂层组合物进行稳定后25天内的表面能变化的图。
图3是展示出根据本发明的一个实施例中用硫酸和亚甲基丁二酸的混合物对光学涂层组合物进行稳定后25天内的粒径分布的图。
图4是展示出根据本发明的一个实施例中用硫酸和亚甲基丁二酸的混合物对光学涂层组合物进行稳定后21天内的Colts Rub试验结果的表格。
图5是展示出根据本发明的一个实施例中光学涂层溶液的稀释度的表格。
图6是展示出用硫酸和亚甲基丁二酸的混合物对光学涂层组合物进行稳定后表面能变化与只用亚甲基丁二酸对光学涂层组合物进行稳定后表面能变化的对比研究的图。
图7是展示出用硫酸和亚甲基丁二酸的混合物对光学涂层组合物进行稳定后粒径分布与只用亚甲基丁二酸对光学涂层组合物进行稳定后粒径分布的对比研究的图。
图8是展示出根据本发明的一个实施例中只用亚甲基丁二酸对光学涂层组合物进行稳定后12天内的Colts Rub试验结果的表格。
图9是展示出不同温度下未结合亚甲基丁二酸的C＝O峰的吸光度衰减的FTIR研究的图。
具体实施方式
本发明具体实施例现将参考附图进行说明。然而，本发明可以多种不同的形式体现，不应被解释为仅限于本文所述的实施例。相反，这些实施例的提供是为了使本公开彻底和完整，并将本发明的范围完全传达给本领域技术人员。附图中所示实施例的详细描述中使用的术语不是旨在限制本发明。在图中，相同的数字表示相同的元素。虽然描述了不同的实施例，但各实施例的特征可以与其他描述的实施例互换使用。换句话说，每个实施例的任何特征都可以相互混合和匹配，并且实施例不必严格解释为仅包括所示或所描述的特征。
在优选的实施例中，本发明提供了一种眼科物品的亲水涂层系统，该眼科物品的亲水涂层系统使用有机酸，例如，亚甲基丁二酸，作为稳定剂以提高所产生的易清洁涂层溶液的保质期或稳定性。在一些实施例中，该涂层溶液包括由一种或多种硅烷、醇、水和亚甲基丁二酸所形成的溶胶-凝胶层。亚甲基丁二酸包括两个羧酸官能团和α，β-不饱和双键。亚甲基丁二酸的三官能团结构允许与反应介质中的可用反应物交联，因此，为提高涂层硬度，使得它成为涂层配方中合乎要求的前体。作为稳定剂使用的亚甲基丁二酸减少了易清洁涂层的表面张力并控制粒径分布趋向于相对更小的颗粒，这些是涂层机械完整性的重要方面。
在本发明的一些实施例中，眼科物品包括具有第一表面的基板，直接沉积在所述第一表面的多个折射层的第一层以及形成第二表面的多个折射层的最后一层。亲水易清洁涂层的顶层沉积在第二表面上。亲水易清洁涂层包括大约每平方米30至90毫焦耳范围内的表面能。眼科物品包括在589纳米波长下约1.40至1.49范围内的折射率。在顶部亲水涂层沉积在第二表面后，眼科物品展示出改进的易清洁和抗反射性质。在一些实施例中，可以应用本发明涂层的眼科物品的表面包括，但不限于，玻璃、塑料、金属、涂漆或着色表面，以及有合乎要求的可清洁性的其他材料上。
在本发明的某些实施例中，获得了一种具有持久抗反射以及易清洁性质的物品的表面。参考图1，将预调谐抗反射堆栈20应用在基板10的表面上。该预调谐抗反射堆栈20可以采用，比如，20a至20n的交替的高折射率层和低折射率层。该20a至20n折射层可以包括交替的二氧化硅与二氧化钛或与五氧化二钽的层；交替的二氧化硅和二氧化锆的层；或交替的硅、二氧化硅和二氧化钛的层。标号20a至20n旨在表明所应用的折射层的数量是不受限制的。
在易清洁层或涂层30作为应用在预调谐抗反射堆栈20的顶部表面(图1中的20e)的最后一层之前，该预调谐抗反射堆栈20不具有抗反射性质。一旦该易清洁层或涂层30应用在预调谐抗反射堆栈20上时，就形成调谐易清洁以及抗反射堆栈40。
在一个实施例中，所形成的易清洁层或涂层的折射率，即如上文所定义的具有调谐抗反射堆栈的光学物品的折射率，在589纳米下测定值范围为大约1.40至1.49。
一种或多种粘合剂可用于存在于基板上任何其他功能性的涂层或层的内部、中间、上面和/或下面。
在一个实施例中，易清洁涂层的顶层在自然状态下是亲水的并通过两步法合成得到。
在第一步中，将醇、硅烷和DI水混合在一起，直到混合物变得均匀，并允许反应一段时间，例如4小时。接下来，将酸的组合，比如，硫酸和亚甲基丁二酸的混合物，添加到反应混合物中，并将混合物搅拌较长时间，直到混合物的温度恢复到室温。在一些实施例中，所使用的硅烷是，例如，缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)。
接下来，将第二硅烷，比如，正硅酸四甲酯(TMOS)加入到反应混合物中并搅拌该反应混合物一段时间，比如，2～4小时。在一个优选的实施例中，这些硅烷(TMOS:GPTMS)以摩尔比范围为大约19:1到1:1或4:1到3:2进行结合。在一个优选的实施例中，DI水与硅烷的总摩尔的摩尔比范围为11.13:1。在GPTMS和TMOS混合物的水解和缩合反应期间，通过饱和DI水来添加酸的组合，例如硫酸和亚甲基丁二酸的混合物。在一个优选实施例中，硫酸与硅烷的总摩尔的摩尔比范围为1:30.1。在一个优选实施例中，亚甲基丁二酸与硅烷的总摩尔的摩尔比范围为1:8.13。
在一些实施例中，用一种强酸(例如，盐酸)置换另一种强酸(例如硫酸)不会影响反应的结果。在一些实施例中，该两步合成中的第一步可能是放热性质的。因此，在进行合成的第二步之前，可取的是让反应混合物恢复到室温。
在一些实施例中，在第一混合物中的硫酸和亚甲基丁二酸的摩尔比范围为大约1:3.7。在一些实施例中，在添加硫酸和亚甲基丁二酸的组合物后，第一混合物的pH值可为1.7。
在该两步合成方法的第二步中，将一部分第一混合物与另外的一种或多种醇混合后形成第二混合物。该反应的第二步有助于在涂层溶液的后续干燥期间对蒸发和表面张力梯度行为进行调节。在第二混合物中所用的醇可选地为与第一混合物中所用的醇相同，并且选自具有通式R-OH的醇，其中R是甲基、乙基、丙基或异丙基，但优选为甲基。
接下来，将来自于第二步的反应混合物进行热固化以除去可能存在的任何残留溶剂。固化是在一定温度范围内以及在特定时间段内完成的，例如，在125至130摄氏度下固化约3小时。在优选实施例中，固化是在50摄氏度下固化3天完成的。
在一些实施例中，将第二步生成的化合物样品稀释以备使用。通过添加高表面张力还原剂或表面活性剂来稀释第二混合物的方式，来达到对涂层厚度和所得易清洁涂层溶液的均匀性的控制。
在优选实施例中，添加至少一种高表面张力还原表面活性剂/试剂进行稀释。高表面张力还原表面活性剂/试剂可以是，比如，含硅的表面添加剂，例如，聚醚改性的聚二甲基硅氧烷，例如，BYK333或适用于溶剂型涂层系统的其他含硅的表面添加剂。除了BYK333之外，可添加一些醇(例如但不限于甲醇、乙醇、1-甲氧基-2-丙醇和去离子水)进行稀释。
稀释后，将稀释溶液的样品在涂布机中放置几天进行恒定再循环。每天测量涂层溶液的粒径分布和表面张力。在若干天内(例如，最多25天)所测量的表面张力如图2所示。在相同时间内所测量的平均粒径如图3所示。
从图2中可以看出，上述两步合成所得到的亲水涂层的表面张力在前24小时内快速升高，然后在接下来的24天内缓慢增加。表面张力的首先快速和接着缓慢增加表明了亲水涂层性质上的变化。前24小时之后的应用测试表明，亲水涂层经历了均匀性降低以及在可清洁性和机械坚固性方面性能降低的过程。
图3展示了在相同的25天时间内粒径的监测曲线。从图3中可以看出，亲水涂层的平均粒径持续增大，这表明颗粒不稳定。亲水涂层的粒径在整个实验期间持续增大，并且粒径增大超过了约为20至30纳米的所需颗粒尺寸范围。所需粒径分布范围与亲水涂层的机械完整度直接相关。较大粒径有效降低了颗粒的承重部分并因此降低了最终涂层的机械完整度。控制较小的颗粒尺寸是本发明的一个重要方面。更小的颗粒会导致更小的有效孔径以及提高颗粒的承载能力，并由此提高最终亲水易清洁涂层的机械完整性。
图4示出了表格，该表格表明亲水性易清洁涂层的材料性质的变化(如图2和3中所示的表面张力和粒径分布试验)与亲水涂层的机械坚固性的变化相关。亲水涂层的机械坚固性通过改良的Colt Rub试验确定。图4的摩擦实验结果证实了，当将稀释涂层溶液放置在具有恒定再循环的涂布机中1天后进行摩擦试验时，亲水易清洁涂层不会降解。如图4所示，试验结果的值为5，表明涂层清晰或无涂层破坏。然而，图4中Colt Rub试验结果的其他值显示，在第6天之后，亲水易清洁涂层的稳定性降低和降解，摩擦测试值低于3。图4显示，摩擦试验结果值低于3，表明亲水易清洁涂层表面有轻微的模糊(haze)和明显的划痕。在一些实施例中，该模糊和划痕覆盖了大约25％的测试区域表面。尽管这证实了本发明的功效，但依然需要增加涂层稳定性。
已经得出的结论是，在两步合成的第一步中，强酸的存在(例如，硫酸与亚甲基丁二酸结合)使最终的亲水易清洁涂层溶液呈高酸性，具有1.7的低pH值。该低pH很可能不利于聚醚改性聚二甲基硅氧烷(比如，在稀释过程中用于降低亲水易清洁涂层的高表面张力的BYK333)的表面活性剂的稳定性。在pH 1.7时，BYK333可能会分解，并且所产生的碎片随后整合到涂层中，导致性能下降。去除表面活性剂会降低涂层的均匀性以及进一步降解该涂层。
为克服高表面张力还原表面活性剂在高酸性反应条件下的降解问题，该亲水易清洁涂层的两步合成中只使用一种酸，也就是亚甲基丁二酸而不添加硫酸。相比于在该合成的第一步中硫酸和亚甲基丁二酸组合时的较低pH值1.7，仅在第一步中添加亚甲基丁二酸进行两步合成使得最终亲水易清洁涂层溶液具有较低的酸性，具有更高pH值为3.2。在一些实施例中，高表面张力还原表面活性剂，比如BYK333，在pH 3.2下保持完好的稳定性。
使用亚甲基丁二酸合成易清洁涂层
本文描述了在第一步中通过使用一种酸，也就是亚甲基丁二酸，来进行易清洁涂层合成的一个实施例。
在合成的第一步中，将465mL甲醇、205mL 3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷和622mL DI水在容器中一起混合至均匀，并让混合物反应4小时。然后，往混合物中添加49.4克的亚甲基丁二酸并将混合物搅拌。该步骤是放热的，在添加322.8mL TMOS之前，让反应混合物恢复到室温。将容器密封并摇晃以确保混合物混匀。反应混合物通常在2-4小时内冷却至室温。
在该合成的第二步中，将6.4L甲醇添加到该反应混合物中，将容器再次密封并在50摄氏度的烘箱中放置72小时以完成反应。
在50摄氏度下经过72小时的固化后，将该合成的第二步后所得到的涂层溶液用一种或多种醇进行稀释，比如但不限于甲醇、乙醇、1-甲氧基-2丙醇、DI水和表面活性剂，例如BYK333。如图5所示，用30.11％(按体积计)的甲醇和33.15％(按体积计)的乙醇、17.82％(按体积计)的DI水、11.69％(按体积计)的1-甲氧基-2丙醇和0.2％(按体积计)的BYK333对7.06％(按体积计)的未稀释反应混合物进行稀释。
稀释后，将稀释溶液的样品在涂布机中放置几天进行恒定再循环。每一天对涂层溶液的表面张力和粒径分布进行测量。
图6展示了当合成易清洁涂层的第一步包括硫酸和亚甲基丁二酸的组合(反应混合物的pH值为1.7)时与当合成易清洁涂料的第一步仅包括亚甲基丁二酸(反应混合物pH值为3.2)时的25天内表面张力测量值的对比研究。去除硫酸和亚甲基丁二酸的组合并替代为仅用亚甲基丁二酸作为易清洁涂层的稳定剂使反应混合物的pH增加到了3.2左右。
图6展示出在pH3.2时，易清洁涂层的表面张力降低至并保持在不会降低涂层性能的24-25.5mN/m的优选范围内。
要获取所需表面张力范围的原因归结于这样的事实，即高表面张力还原表面活性剂BYK333的稳定性在pH3.2时能保持完整并有地将易清洁涂层的表面张力降低至有利范围。重复相同的溶液稳定性试验，每次试验结果都表明该工艺在溶液稳定性方面具有明显的优势。
接着，图7展示了当合成易清洁涂层的第一步包括硫酸和亚甲基丁二酸组合(反应混合物的pH为1.7)时与当合成易清洁涂层的第一步仅包括亚甲基丁二酸(反应混合物的pH为3.2)时的25天内粒径分布测量的对比研究。去除硫酸和亚甲基丁二酸的组合(pH1.7)并替代为仅用亚甲基丁二酸作为易清洁涂层的稳定剂使反应混合物的pH增加到3.2左右。
图7展示了在pH3.2时，得到了尺寸为约20至30纳米的所需粒径范围。所需粒径范围与亲水涂层的机械完整性直接相关。在pH1.7时，表面活性剂，例如BYK333，会分解。表面活性剂似乎有助于保持颗粒分离并防止结块。因此，在包括pH值为1.7的硫酸和亚甲基丁二酸的混合物中，由于表面活性剂的分解和涂层颗粒的团聚，无法得到粒度分布的所需范围。
在易清洁涂层两步合成的第一步仅包括亚甲基丁二酸并且涂层溶液的pH保持在3.2时，对易清洁涂层进行了耐久性测试。图8展示了测试结果。从图8中可以看出，涂层溶液即使在持续重循环12天后，Colts rub测试值仍然保持在5。
这些测试结果表明，在亚甲基丁二酸用作主要的稳定剂时，易清洁涂层获得额外的机械稳定性。易清洁涂层的这种额外稳定性可能归因于亚甲基丁二酸的三官能结构(两个羧酸官能团和α，β-不饱和双键)，亚甲基丁二酸为反应介质中的可用反应物提供交联从而产生涂层的额外机械坚固性，该涂层具有良好的表面能(每平方米30-90毫焦耳)和粒径分布(20-30nm)。
基于上述内容，可以设想任何具有2个羧基和一个不饱和C＝C键且具有与亚甲基丁二酸相似性质的有机酸都是通用的并且在本发明的范围内。
图9展示了在不同温度下为监测反应介质中亚甲基丁二酸的掺入所对涂层进行的FT-IR试验。在不同固化温度下对亚甲基丁二酸的C＝O峰的吸光度进行了监测并且C＝O峰值强度的降低表明亚甲基丁二酸掺入到涂层中。如图9所示，随着涂层固化温度的增加，C＝O峰的吸光度降低，在80摄氏度时达到接近0，这表明亚甲基丁二酸接近于完全消耗。这也表明，与所需更高固化温度(120-130摄氏度)的包括硫酸和亚甲基丁二酸的组合的涂层相比，其所需有效固化的温度更低。
在基于光学的工业中，也经常需要结合具有易清洁和抗反射的性质或特点以及功能性性质或特点(例如抗雾化)。然而，现有易清洁涂层的固有疏水性使得它们具有不良的抗雾化性，因为水珠能以部分非湿润状态附着其上，通过光散射的形式生成雾化外观。
本发明证实了，通过调整硅烷(例如，正硅酸四甲酯(TMOS)和3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷(GPTMS))的比例，除易清洁和抗反射性质之外，在眼科物品上还能实现快速清除凝结水汽，换句话说，能获得抗雾化优势。为赋予眼科物品的抗雾化性能，GPTMS与TMOS的体积比可在0.2到2.0之间。GPTMS与TMOS的这种体积比为眼科物品提供了诸如易清洁、表面能、抗雾化以及雾化后快速恢复的性质。
尽管本发明是根据特定的实施例和应用来描述的，但本领域的普通技术人员，在本教导的启示下，可以在不背离或超出要求保护的发明范围的情况下生成额外的实施例及修改。因此，应当理解，本文中的附图和描述是以示例的方式提供的，以便于理解本发明，不应被解释为用于限制其范围。

Claims (28)

1.一种具有易清洁和抗反射性质的眼科物品，其包括：
具有第一表面的基板；
交替的高折射率材料和低折射率材料的多个层，多个层的第一层直接沉积在基板的所述第一表面以及多个层的最后一层形成第二表面；以及
区别于交替的高折射率材料和低折射率材料的多个层的亲水层沉积在第二表面，其中所述亲水层由一种或多种硅烷、一种或多种醇、DI水以及酸形成；
其中，所述酸配置成与所述一种或多种硅烷和所述一种或多种醇交联，并控制所述亲水层的溶液的pH。
2.如权利要求1所述的眼科物品，其中所述酸包括含有两个羧酸和α，β-不饱和双键的三官能团。
3.如权利要求2所述的眼科物品，其中所述酸为亚甲基丁二酸。
4.如权利要求1所述的眼科物品，其中所述酸保持所述亲水层的所述溶液的所述pH值为3.2。
5.如权利要求2所述的眼科物品，其中包括所述酸的所述两个羧酸和所述α，β-不饱和双键的所述三官能团配置为与所述一种或多种硅烷和所述一种或多种醇交联。
6.如权利要求5所述的眼科物品，其中所述酸的所述两个羧酸和所述α，β-不饱和双键与所述一种或多种硅烷和所述一种或多种醇之间的所述交联提供所述亲水层的机械坚固性。
7.如权利要求6所述的眼科物品，其中所述亲水层的所述机械坚固性在涂层适用期12天后保持不变。
8.如权利要求1所述的眼科物品，其中，在所述酸配置为控制所述亲水层的所述溶液的所述pH值为3.2时，所述亲水层包括大约每平方米30至90毫焦耳范围内的表面能。
9.如权利要求1所述的眼科物品，其中，在所述酸配置为控制所述亲水层的所述溶液的所述pH值为3.2时，所述亲水层包括具有直径大约在20至30纳米的孔。
10.如权利要求3所述的眼科物品，其中由所述一种或多种硅烷、所述一种或多种醇、DI水以及所述亚甲基丁二酸所形成的所述亲水层的所述溶液的固化比由所述一种或多种硅烷、所述一种或多种醇、DI水以及包括硫酸和亚甲基丁二酸的酸的组合所形成的所述亲水层的所述溶液的固化的发生温度更低。
11.如权利要求10所述的眼科物品，其中由所述一种或多种硅烷、所述一种或多种醇、DI水以及所述亚甲基丁二酸所形成的所述亲水层的所述溶液的所述固化的发生在50℃。
12.一种赋予物品表面易清洁、抗反射和抗雾化性质的光学涂层组合物，其包括：
至少一种式(1)的硅烷：
R1Si(OR2)3(1)
其中，R1包括活性有机环氧基，R2是甲基、乙基、丙基或异丙基；
醇组分、DI水和
具有式(2)的第二硅烷化合物：
Si(OR2)4(2)
其中，R2是甲基、乙基、丙基或异丙基；以及
其中所述光学涂层组合物还包括酸，所述酸具有包括两个羧酸和α、β-不饱和双键的三官能团。
13.如权利要求12所述的光学涂层组合物，其中式(1)的所述硅烷与式(2)的所述硅烷的体积比范围为大约0.2至2.0。
14.如权利要求12所述的光学涂层组合物，其中式(1)的所述硅烷包括3-缩水甘油氧基丙基。
15.如权利要求12所述的光学涂层组合物，其中所述组合物还包括至少一种高表面张力还原表面活性剂。
16.如权利要求15所述的光学涂层组合物，其中所述高表面张力还原表面活性剂是含硅的表面添加剂。
17.如权利要求16所述的光学涂层组合物，其中所述含硅的表面添加剂包括聚醚改性的聚二甲基硅氧烷。
18.如权利要求12所述的光学涂层组合物，其中所述光学涂层组合物的pH为3.2。
19.如权利要求18所述的光学涂层组合物，其中，在所述组合物的pH为3.2时，由所述组合物形成的亲水层包括大约30至90毫焦耳每平方米范围内的表面能。
20.如权利要求18所述的光学涂层组合物，其中，在所述组合物的pH为3.2时，由所述组合物形成的亲水层包括具有直径范围为大约20至30纳米的孔。
21.如权利要求12所述的光学涂层组合物，其中所述组合物的固化发生在50℃。
22.如权利要求12所述的光学涂层组合物，其中具有包括所述两个羧酸与所述α，β-不饱和双键的三官能团的所述酸是亚甲基丁二酸。
23.如权利要求22所述的光学涂层组合物，其中所述亚甲基丁二酸与式(1)的所述硅烷和式(2)的所述硅烷的总体积的摩尔比范围为大约1:8.13。
24.赋予物品表面易清洁、抗雾化和抗反射性质的光学涂层组合物的制备方法，所述方法包括：
a)在第一步中通过结合以下形成第一混合物：
i)至少一种式(1)的硅烷：
R1Si(OR2)3(1)
其中R1包含活性有机环氧基，R2是甲基、乙基、丙基或异丙基；
ii)醇组分，
iii)水，以及
iv)具有包括两个羧酸与α，β-不饱和双键的三官能团的酸；
b)在所述第一步中对所述第一混合物进行搅拌以让所述混合物冷却至室温；
c)在所述第一步中加入式(2)的硅烷化合物，
Si(OR2)4(2)
其中R2是甲基、乙基、丙基或异丙基；
d)在第二步中通过对部分所述第一混合物进行稀释并从所述第一混合物中添加至少一种额外的醇组分以形成第二混合物；
e)在所述第二步中让所述第二混合物在温度范围和一段时间内形成固化。
25.如权利要求24所述的方法，其中在所述第二步中得到的所述第二混合物的固化在50℃下发生72小时。
26.如权利要求24所述的方法，其中在所述第一步中通过式(1)的所述硅烷和式(2)的所述硅烷的结合所形成的所述第一混合物中，式(1)的所述硅烷和式(2)的所述硅烷之间的体积比范围为大约0.2至2.0。
27.如权利要求24所述的方法，其中在所述第一步中通过将式(1)的所述硅烷和式(2)的所述硅烷与具有所述两个羧酸和所述α，β不饱和双键的所述酸相结合所形成的所述第一混合物中，所述酸与式(1)的所述硅烷和式(2)的所述硅烷的总体积的摩尔比范围为大约1:8.13。
28.如权利要求24所述的方法，其中通过对部分所述第一混合物进行稀释并从所述第一混合物中添加所述至少一种额外的醇组分得到的所述第二混合物的pH保持在3.2。
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