CN1308661A - 涂料组合物及其制备方法,和耐划痕塑料透镜 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于塑料透镜硬质涂层的涂料组合物,该涂料组合物包括:(A)特定烷氧基硅烷化合物的水解产物,(B)硅、铝、锡、锑、锆、钨或钛的氧化物细颗粒以及这些金属氧化物中任意两种氧化物组成的复合物细颗粒,该涂料组合物应用于塑料透镜的表面,得到耐划痕的塑料透镜。

Description

涂料组合物及其制备方法，和耐划痕塑料透镜
工业应用领域
本发明涉及用于塑料透镜硬质涂层的涂料组合物、及其制备方法，以及耐划痕塑料透镜。更具体地说，本发明涉及一种涂料组合物，该组合物可用于塑料透镜表面提供抗刮性等，且可形成粘接性好的硬质涂层，还涉及制备该涂料组合物的方法及塑料透镜，该塑料透镜含有由上述涂料组合物制造的在塑料透镜表面形成的硬质涂层，并具有优秀的抗刮性等。
现有技术
比玻璃透镜相比，塑料透镜、特别是烯丙基二乙二醇碳酸酯树脂透镜，重量轻且安全性能好，可加工性能好且美观，并且由于近年来抗反射技术和硬质涂层技术的发展，塑料透镜很快受到大家的欢迎。另外，正处于发展中的用热塑性树脂制造的透镜比热固性树脂如烯丙基二乙二醇碳酸酯树脂制备的透镜具有较短的模塑时间和较小的模塑收缩率。特别是由聚碳酸酯树脂制备的透镜由于其优良的抗冲击性能而逐渐受到大家的喜爱。
虽然如上所述，塑料透镜受到广泛的使用，但是塑料透镜具有如下缺点，即与玻璃透镜相比更容易被划伤或被擦伤。
为了克服上述缺点，最近应用一种具有高硬度的材料涂覆塑料透镜表面，例如美国专利3,986,997、4,309,319和4,436,851公开了一种由烷氧基硅烷与胶体二氧化硅的混合物形成的耐磨涂料组合物。上述涂料组合物中的固化涂层对丙烯酸类树脂基体来说具有优良的粘接性。但是，它并不是都可以粘接到某些其他塑料基体上，或即使其开始时具有优良的粘合性，但随着时间的流逝发生变化后会剥离下来。
为了应用如聚碳酸酯这类塑料，该塑料对于含有机硅氧烷的硬质涂层剂来说其粘合性较差，一般要使用一种底漆。底漆的使用会引起生产效率问题，即，使涂覆机器或设备复杂化并且涂覆步骤耗费时间周期较长，因此希望存在一种直接应用方法，不需要经过任何底漆处理就可直接实现。
作为直接应用于聚碳酸酯的不用底漆进行任何处理的方法，JP-A-7-90224等提出了几种方法，然而在这些方法中，作为塑料透镜特征的染色来说几乎是不可能的。另外，当应用中采用一般浸润的方法时，由于聚碳酸酯的折射率和硬质涂层膜的折射率存在差别会引起干涉条纹，而该干涉条纹从外观来看是不理想的。
发明的公开
本发明的一个目的是通过一般的涂布方法提供一种用作硬质涂层的涂料组合物和涂料组合物的制备方法，该涂料组合物克服了上述现有技术的缺点，能形成耐划痕硬质涂层，该硬质涂层对于塑料透镜如聚碳酸酯透镜不需用任何底漆处理就具有优良的粘合性、和具有透明性及优良的可染色性。本发明还有一个目的是提供一种具有由涂布上述涂料组合物形成的涂层的耐划痕塑料透镜。
为了达到上述目的，本发明人经过努力研究，结果发现，含有作为基本组分的具有特定结构的有机硅化合物的水解产物、特定金属氧化物细颗粒、聚氨酯和固化剂的组合物，可以形成硬质涂层，当该硬质涂层涂在塑料透镜表面上且在加热下固化时，不仅有足够的粘合性、可染性和柔韧性，而且具有优良的抗刮性(耐磨性)。以上述发现为基础，完成了本发明。
即，根据本发明，可以提供用作塑料透镜硬质涂层的涂料组合物，其包括如下基本组分：(A)通式(I)的有机硅化合物的水解产物，
Figure A9980821900051
其中R1是：含有1～10个碳原子的烷基，含有1～10个碳原子的烷氧基，含有2～10个碳原子的链烯基，含有6～10个碳原子的芳基，含有7～10个碳原子的芳烷基或含有一个巯基、氨基、甲基丙烯酰氧基或环氧基的单价有机基团；R2是含有1～4个碳原子的烷基；R3是含有1～10个碳原子的烷基，含有2～10个碳原子的烷氧烷基或含有2～10个碳原子的酰基；n是0或1，及多个OR3可以相同或不同；(B)至少一种细颗粒，该颗粒选自硅、铝、锡、锑、锆、钨和钛的氧化物的细颗粒，以及至少两种这些金属氧化物细颗粒的复合物；(C)一种聚氨酯和(D)一种固化剂。
另外，根据本发明还提供一种用于塑料透镜硬质涂层的涂料组合物的制备方法，该方法包括将作为上述组分(A)的前体的通式(I)的有机硅化合物，与作为组分(C)的聚氨酯，并任选与一种溶剂混合、使有机硅化合物水解，由此得到一种作为上述组分(A)的具有上述通式(I)的有机硅化合物的水解产物和作为组分(C)的聚氨酯的均相溶液，然后加入作为组分(B)的细颗粒和作为组分(D)的固化剂。
根据本发明，另外可提供一种耐划痕塑料透镜，该透镜具有由上述涂料组合物在该透镜表面上形成的硬质涂层。
实施本发明的最佳方式
在本发明的涂料组合物中，具有通式(I)的有机硅化合物的水解产物作为组分(A)。
在上述通式(I)中，R1是含有1～10个碳原子的烷基，含有1～10个碳原子的烷氧基，含有2～10个碳原子的链烯基，含有6～10个碳原子的芳基，含有7～10个碳原子的芳烷基或含有一个巯基、氨基、甲基丙烯酰氧基或环氧基的单价有机基团，上述烷基、烷氧基、链烯基可以是线性的、支化的或环状的，含有1～10个碳原子的烷基的例子包括：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、辛基、环戊基和环己基；含有2～10个碳原子的链烯基的例子包括：乙烯基、烯丙基、丙烯基、丁烯基、和己烯基；含有1～10个碳原子的烷氧基例子包括：甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、己氧基、辛氧基、环戊氧基和环己氧基；含6～10个碳原子的芳基的例子包括：苯基、甲苯基、二甲苯基和萘基；含有7～10个碳原子的芳烷基的例子包括：苄基、乙氧苯基。另外，含有巯基、氨基、甲基丙烯酰氧基或环氧基的单价有机基团优选为含有1～6个碳原子的和含有上述取代基的烷基基团，其具体例子包括：γ-巯基丙基、γ-氨基丙基、γ-甲基丙烯酰氧丙基、γ-缩水甘油氧丙基和3，4-环氧环己基。
R2是含有1～4个碳原子的烷基且烷基可以是线性的或支化的，其例子包括：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基。R3是含1～10个碳原子的烷基，含有2～10个碳原子的烷氧烷基或含有2～10个碳原子的酰基。含有1～10个碳原子的烷基包括上述R1中所述的那些基团；含有2～10个碳原子的烷氧烷基的例子包括：甲氧基甲基、甲氧基乙基、甲氧基丙基、乙氧基甲基、乙氧基乙基和乙氧基丙基；含有2～10个碳原子的酰基的例子包括：乙酰基、丙酰基和丁酰基。n是0或1，及多个OR3可以相同或不同。
上述通式(I)中的有机硅化合物的例子包括：甲基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、苯基甲基二甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧丙基甲基二乙氧基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷和邻乙基硅酸盐，这些化合物可以单独或者混合使用。
在本发明中，上述有机硅化合物的水解产物用作组分(A)。水解的方法没有特别限制，且可选自已知的方法。例如，优选使用一种方法，该方法中水解过程是在没有任何溶剂或在水溶性有机溶剂如醇、并在无机酸如盐酸或硫酸存在的条件下完成的。
在本发明的涂料组合物中，作为组分(B)，使用至少一种细颗粒，该细颗粒选自硅、铝、锡、锑、锆、钨和钛的氧化物，以及至少两种这些金属氧化物细颗粒的复合物。在本说明书中，后一术语“复合细颗粒”包括至少两种氧化物细颗粒的混合物，该氧化物细颗粒选自前一术语“氧化物细颗粒”(例如，参见JP-A-56-84729)和通过改性至少两种选自前一“氧化物细颗粒”的氧化物细颗粒的混合物制备的产物。使用胶体状细颗粒作为组分(B)是有利的，其中细颗粒均匀分散在水中或有机溶剂中。另外，细颗粒优选平均直径为1～200μm，并按涂料组合物的使用目的按要求进行适当选择。
在本发明中，可以使用上述一种金属氧化物细颗粒，或以混合形式使用两种或两种以上的金属氧化物细颗粒。
在本发明的涂料组合物中，作为组分(C)的聚氨酯只要是透明的液态聚氨酯，而没有其他苛刻条件，它可以选自一份热塑性聚氨酯、二份热塑性聚氨酯和热固性聚氨酯。从耐侯性角度考虑，优选不泛黄性聚氨酯。单组分热塑性聚氨酯的例子包括商标名为“CoatronKYU-1”和商标名为“Sanprene SP-75”(均由Sanyo Kasei Kogyo K.K.提供)。就双组分热塑性聚氨酯来说，多元醇组分包括聚酯多元醇和丙烯酰基多元醇，异氰酸酯组分包括六亚甲基二异氰酸酯、亚二甲苯基二异氰酸酯、氢化的亚二甲苯基二异氰酸酯、4，4′-亚甲基双二环己基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯。这样的聚氨酯可以选自专利JP-A-61-114203、JP-A-51119039、JP-A-3-269507、JP-B-5-48253、JP-A-5-93803、JP-A-3-109502、JP-B-6-79084和JP-B-6-79084中所描述的那些聚氨酯。
通常，聚氨酯与有机硅化合物和金属氧化物溶胶具有较差的混溶性。即使加入少量的聚氨酯，或即使涂料组合物形成均相透明溶液，当通过固化形成涂层时也不容易形成透明涂层，因为容易发生雾化或相分离。
本发明通过如下方法克服了上述涂层的雾化和相分离问题，包括使作为上述组分(A)的前体的通式(I)的有机硅化合物与作为组分(C)的聚氨酯、任选的溶剂混合，使有机硅化合物水解由此得到作为组分(A)的通式(I)有机硅化合物的水解产物和作为组分(C)的聚氨酯的溶液，并且然后在该溶液中加入作为组分(B)的细颗粒和作为组分(D)的固化剂。
在本发明的涂料组合物中，作为组分(D)的固化剂的例子包括：各种酸类、碱类和有机酸的金属盐类、金属烷氧化物和金属螯合化合物，并且可以按要求选择适当的固化剂。
上述酸类的例子包括：有机羧酸、铬酸、次氯酸、硼酸、高氯酸、溴酸、亚硒酸、铝酸和碳酸。碱的例子包括：胺类，如烯丙基胺、乙基胺和吡啶、氢氧化钠和氢氧化铵。有机酸的金属盐的例子包括乙酸钠和甲酸钾。金属烷氧化物的例子包括如铝、锆、钛、和镁等金属的烷氧化物。金属螯合化合物的例子包括乙酰基丙酮酸铝。
就本发明涂料组合物中各组分数量而言，每100重量份的作为组分(A)的有机硅化合物的水解产物中，作为组分(B)的金属氧化物细颗粒的数量一般为1～200重量份、优选10～100重量份。当上述组分(B)的数量小于1重量份时，固化涂层的硬度可能不够；当超过200重量份时，会导致凝胶作用。作为组分(C)的聚氨酯的数量通常为0.1～100重量份，优选0.5～50重量份。当上述组分(C)的数量小于0.1重量份时，固化涂层对基体将没有足够的粘合性；当超过100重量份时，发现固化涂层的透明性趋于下降。另外，作为组分(D)的固化剂的数量通常为0.1～50重量份，优选1～20重量份。当固化剂的数量小于0.1重量份时，固化可能不够充分；当超过50重量份时，将导致凝胶作用。
本发明的涂料组合物通常用所用溶剂进行稀释，优选溶剂是水溶性或水混溶性有机溶剂。优选的溶剂的例子包括醇类，如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙氧基乙醇、丁氧基乙醇和甲氧基丙醇，以及溶纤剂如乙二醇和丙二醇的单甲基醚、单乙基醚和单丁基醚。这些溶剂可以单独使用，也可以混合使用。优选按所使用的聚氨酯的类型、涂在塑料透镜基体上的涂料组合物的耐溶剂性等要求选择溶剂。
除了上述组分(A)～(D)以外，本发明的组合物可以含有通常用于塑料透镜的传统涂料组合物的各种添加剂，例如一种树脂如环氧树脂、紫外吸收剂、光稳定剂如含位阻胺的光稳定剂、按要求用于改善涂料组合物各种性能的抗氧剂和表面活性剂，条件是固化涂层的物理性能不会受到破坏。
施涂本发明涂料组合物的塑料透镜不受特别限制。施涂本发明中涂料组合物的塑料透镜的例子包括由聚甲基丙烯酸甲酯制成的透镜、由聚碳酸酯制成的透镜、由脂肪族碳酸烯丙酯制成的透镜、由芳香族碳酸烯丙酯制成的透镜和由聚硫代氨基甲酸酯制备的透镜。这些透镜中，将本发明涂料组合物涂于聚碳酸酯制成的透镜是有利的，其中如对于一般有机硅氧烷硬涂层剂具有较差粘合性的聚碳酸酯透镜。
本发明中抗刮性塑料透镜是由上述塑料透镜中的一种透镜和由在该塑料透镜表面上由上述涂料组合物形成的一种硬质涂层形成的。
将上述涂料组合物涂在塑料透镜表面的方法没有特别限制，并且可以进行选择，例如，可以按要求从浸润法、旋转涂覆法或喷射法等一般方法中进行选择。从表面精度方面考虑，特别优选浸润法和旋转涂布法。
被应用在塑料透镜表面上的涂料组合物通常用热空气干燥或用活化能射线进行辐射而被固化。固化过程优选在温度为50～200℃的热空气中完成，特别优选在温度为70～130℃的热空气中完成。活化能射线包括远红外射线等，并且在这种情况下，热损害将被降低到较低的程度。
用前面的方法，具有透明性和优良粘合性、可染性以及抗刮性的硬质涂层可以采用不使用底漆的一般涂布方法在塑料透镜表面形成，特别是以聚碳酸酯为基体的透镜，硬质涂层的厚度一般为1～10μm，优选2～5μm。
优选，硬质涂层的折射率和透镜基体的折射率之差可以调节，且当该折射率差调整到近似0.03或小于0.03时，能够防止由折射率差引起的干涉条纹。
在本发明抗刮性塑料透镜中，按要求可以在上述硬质涂层上形成一种抗反射薄膜。作为抗反射薄膜，一种已知的抗反射薄膜，例如由无机氧化物、无机氟化物或无机氮化物制成的单一结构抗反射薄膜，或由这些化合物制成的多元结构抗反射薄膜，可以通过物理蒸汽沉积法(PVD法)如真空蒸汽沉积法、溅射法或离子喷镀法或采用化学蒸汽沉积法(CVD法)形成。
用于构成抗反射薄膜低折射率层和高折射率层的组分的具体例子包括二氧化硅、一氧化硅、氧化锆、氧化钽、氧化钇、氧化铝、氧化钛、氟化镁和氮化硅(参见例如，JP-A-56-116003和JP-A-2-262104)。抗反射薄膜通常具有的厚度为0.1～1μm。
在硬质涂层上形成的抗反射薄膜能改善塑料透镜的抗反射性能。另外，在上述抗反射薄膜上可以形成防水薄膜(例如，参见日本专利2561395)。
在本发明中，在涂布硬质涂层之前塑料透镜可以被染色，或在形成硬质涂层之后的塑料透镜或在形成硬质涂层及抗反射薄膜之后的塑料透镜可以被染色。用于染色的染料优选包括分散染料和阳离子染料，并且特别优选分散染料。从光的屏蔽能力和染色加工的角度考虑，染色条件如染料浓度、染色温度和浸润时间周期可以按很宽的范围进行设定，染料浓度优选每升水中含0.01wt％～5wt％，浸润时间周期为10分钟～6小时(优选20分钟～3小时)，以及染色温度为60℃～100℃(优选80℃～90℃)。
参考下面的实施例将详细解释本发明，但本发明不受这些实施例的限制。
根据下列方法可以测定每种具有硬质涂层塑料透镜的各种性能。
(1)抗刮性
塑料透镜表面用钢棉#0000进行摩擦并用肉眼直接观察其划痕状态，并根据下述等级评价观察到的划痕状态：
A.强烈摩擦塑料透镜表面几乎没有大量划痕。
B.强烈摩擦塑料透镜表面有大量划痕。
C.强烈摩擦塑料透镜表面，表面变得不透明。
(2)粘合性
以约1mm的间距在透镜表面上交叉刻划，用一种透明纸胶带(商品名“Cellotape”，由Nichiban K.K提供)充分粘贴，然后快速剥离，计算透镜表面上剩余涂层形成的方块数目。
(3)可染色性
在水中加入3盎司(约85g)分散染料(由BPI提供的MolecularCatalytic Brown)，分散染料经过分散制备1升染色浴，在90℃下，将塑料透镜在染色浴中染色10分钟，评价透镜的可染性。
(4)外观
在暗室内，用肉眼在荧光灯下观察塑料透镜的外观缺陷如雾化。
(5)折射率
用Atago提供的阿贝折射计测定。
实施例1
(1)涂料组合物的制备
在装有搅拌器的玻璃容器中，装入47重量份的γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷、32重量份的一种热塑性聚氨酯(商标名“Coatron KYU-1”，树脂含量40wt％，由Sanyo Kasei Kogyo K.K.提供的)、10重量份的乙酸和40重量份的双丙酮醇(以下缩写为“DAA”)。在搅拌这些材料时，在约2小时内逐滴加入12重量份的0.01N盐酸，然后将混合物搅拌24小时使γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅水解。然后加入120重量份的胶体二氧化硅的异丙基醇(下面缩写为IPA)分散体(商品名“OSCAL1432”，由Shokubai KaseiKogyo K.K.提供，固体含量30wt％)、10重量份乙酸和56重量份的DAA，将混合物再搅拌2小时。然后加入48重量份的丙二醇单乙基醚(下面缩写为PGM)、24重量份的IPA、5重量份的乙酰基丙酮铝(下面缩写为ALAA)和0.3重量份的硅酮基表面活性剂(商品名“Y-7006”，由Nippon Unicar K.K.提供)，然后将混合物进行充分搅拌并陈化48小时，得到涂料组合物。“OSCAL1432”的平均粒径为10nm～20nm。
(2)硬质涂层的形成
将折射率(nd)为1.52的作为主要组分的聚碳酸酯制备的表面清洁的聚碳酸酯型透镜，浸润到上述步骤(1)得到的涂料组合物中，以12cm/min的提升速率使涂料组合物涂于聚碳酸酯透镜上。涂覆后的涂料组合物在100℃下通过热处理法固化2小时，形成3.4μm厚硬质涂层，考虑到透镜基体的折射率，该硬质涂层折射率(nd)约为1.50，表1表示的是具有这种硬质涂层的塑料透镜的评价结果。
实施例2
除了用24重量份的“Coatron KYU-1”、8重量份的商品名为“Sanprene SP-75”(由Sanyo Kasei Kogyo K.K.提供，树脂含量为30wt％)的混合物代替实施例1中的热塑性聚氨酯外，按照实施例1中同样的方法制备涂料组合物并形成硬质涂层。表1表示的是具有这种硬质涂层的塑料透镜的评价结果。
实施例3
(1)涂料组合物的制备
在装有搅拌器的玻璃容器中，装入57重量份的γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷、1.2重量份的商品名“Sanprene SP-75”、7重量份的乙酸和40重量份的DAA。当搅拌这些材料时，在约2小时内逐滴加入15重量份的0.01N盐酸，然后将混合物搅拌24小时，使γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷水解。然后，加入180重量份二氧化锡/氧化锆/三氧化钨在甲醇中复合溶胶的分散体(固体含量30wt％)和40重量份的DAA，将混合物再搅拌2小时。然后加入60重量份的PGM、18重量份的环氧树脂(商品名“Denacol EX-314”，由Nagase KaseiKogyo K.K.提供)、3.6重量份的ALAA和0.3重量份商品名为“Y-7006”的硅酮基表面活性剂。然后将混合物进行充分搅拌并陈化48小时，得到涂料组合物。二氧化锡/氧化锆/三氧化钨复合溶胶的平均粒径为40nm～50nm。
(2)硬质涂层的形成
将折射率(nd)为1.59，表面清洁的聚碳酸酯透镜，浸润到上述步骤(1)得到的涂料组合物中，以12cm/min的提升速率使涂料组合物涂于聚碳酸酯透镜上。涂覆后的涂料组合物在120℃下通过热处理法固化1小时，形成2.4μm厚硬质涂层，该硬质涂层折射率约为1.58。表1表示的是具有这种硬质涂层的塑料透镜的评价结果。
然后清洁该塑料透镜，在5×10-5乇(Torr)或低于此压力下将SiO2沉积在其表面，直至形成1.5μm厚薄膜。将ZrO2沉积在塑料透镜表面上直到形成约λ/17厚的薄膜为止、并将SiO2沉积在其表面上直到这两种材料的总厚度达到约λ/4。并且，再将ZrO2沉积在其上，直到形成厚度约λ/2的薄膜。然后，将SiO2沉积在塑料透镜表面上直到形成约λ/4厚的薄膜为止，最后形成抗反射薄膜5。
包括硬质涂层和抗反射薄膜的聚碳酸酯透镜具有优良的抗反射性能，薄膜硬度和粘合性能两者均很优秀并且是一种无干涉条纹的优秀透镜。
实施例4
(1)涂料组合物的制备
在装有搅拌器的玻璃容器中，装入41重量份的γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷、22重量份的四乙基原硅酸盐、1.4重量份商品名“Coatron KYU-1”、8重量份的乙酸和56重量份的DAA。当搅拌这些材料时，在约2小时内逐滴加入18重量份的0.01N盐酸，然后将混合物搅拌24小时，使γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷和四乙基原硅酸盐水解。然后，加入210重量份二氧化锡/氧化锆/三氧化钨复合溶胶的甲醇分散体(固体含量30wt％)和56重量份的DAA，将混合物再搅拌2小时。然后加入70重量份的PGM、21重量份的商品名为“Denacol EX-314”的环氧树脂、4.2重量份的ALAA和0.3重量份商品名为“Y-7006”的硅酮基表面活性剂。然后将混合物进行充分搅拌并陈化48小时，得到涂料组合物。
(2)硬质涂层的形成
将表面清洁的聚碳酸酯透镜，浸润到上述步骤(1)得到的涂料组合物中，以12cm/min的提升速率使涂料组合物涂于聚碳酸酯透镜上。然后，涂敷后的涂料组合物在120℃下通过热处理法固化1小时，形成2.1μm厚硬质涂层，该硬质涂层折射率(nd)约为1.58。表1表示的是具有这种硬质涂层的塑料透镜的评价结果。
实施例5
(1)涂料组合物的制备
在装有搅拌器的玻璃容器中，装入47重量份的γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷、58重量份的四乙基原硅酸盐、4重量份的商品名“Coatron KYU-1”、19重量份的乙酸和24重量份的DAA。当搅拌这些材料时，在约2小时内逐滴加入29重量份的0.01N盐酸，然后将混合物搅拌24小时，使γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷和四乙基原硅酸盐水解。然后，加入160重量份的二氧化锡/氧化锆/三氧化钨复合溶胶的甲醇分散体(固体含量30wt％)和104重量份的DAA，将混合物再搅拌2小时。然后加入64重量份的PGM、16重量份的商品名为“Denacol EX-721”的环氧树脂、4.8重量份的ALAA和0.3重量份的商品名为“Y-7006”的硅酮基表面活性剂。然后将混合物进行充分搅拌并陈化48小时，得到涂料组合物。
(2)硬质涂层的形成
将折射率(nd)约1.57的表面清洁的聚碳酸酯透镜，浸润到上述步骤(1)得到的涂料组合物中，以12cm/min的提升速率使涂料组合物涂于聚碳酸酯透镜上。然后，涂覆后的涂料组合物在100℃下通过热处理法固化2小时，形成2.1μm厚硬质涂层，该硬质涂层折射率(nd)约为1.57。表1表示的是具有这种硬质涂层的塑料透镜的评价结果。
实施例6
实施例3中得到的具有硬质涂层的聚碳酸酯透镜，放入蒸汽沉积装置中，用排放气体加热到85℃，一直排放气体直到使气压达到2×10-5乇。用电子束加热法使蒸气沉积材料沉淀形成如下薄膜层，即由SiO2组成的底涂层并且其厚度为0.6λ，由Ta2O5、ZrO2和Y2O3(nd＝2.05，nλ＝0.075λ)组成的混合物层和SiO2层(nd＝1.46，nλ＝0.056λ)形成的第一折射率层  由Ta2O5、ZrO2和Y2O3(nd＝2.05，nλ＝0.46λ)组成的混合物层和SiO2层形成的第二较低折射率层(nd＝1.46，nλ＝0.25λ)，由此形成抗反射薄膜。
具有上述抗反射薄膜的聚碳酸酯透镜具有优良的抗反射性能，无论是薄膜硬度还是粘合性都是优良的，它是一种无干涉条纹的优良透镜。
比较例1
除了用32重量份的商品名为“Denacol EX-314”的环氧树脂代替实施例1中的热塑性聚氨酯外，按照实施例1同样的方法制备涂料组合物并形成硬质涂层。表1表示了具有这种硬质涂层的塑料透镜的评价结果。
比较例2
除了不使用聚氨酯外，按照实施例3同样的方法制备了涂料组合物并形成硬质涂层。表1表示的是具有这种硬质涂层的塑料透镜的评价结果。
表1
  抗刮性     粘合性    可染性     外观
实施例1     A     100/100     优良     优良
实施例2     A     100/100     优良     优良
实施例3     A     100/100     优良     优良
实施例4     A     100/100     优良     优良
实施例5     A     100/100     优良     优良
比较例1     A     0/100     优良     优良
比较例2     A     0/100     优良     优良
CEx.＝比较例
本发明提供的用于塑料透镜的涂料组合物，通过不使用底漆的一般涂布的方法，可在塑料透镜表面形成具有优良粘合性、可染性和抗刮性的透明硬质涂层，特别是一种与通常使用的含有机硅氧烷的硬质涂层剂粘合性较差的聚碳酸酯透镜。

Claims (6)

1.用作塑料透镜硬质涂层的涂料组合物，该涂料组合物包括如下基本组分：(A)通式(I)的有机硅化合物的水解产物，
Figure A9980821900021
其中R1是：含有1～10个碳原子的烷基，含有1～10个碳原子的烷氧基，含有2～10个碳原子的链烯基，含有6～10个碳原子的芳基，含有7～10个碳原子的芳烷基或含有巯基、氨基、甲基丙烯酰氧基或环氧基的单价有机基团；R2是含有1～4个碳原子的烷基；R3是含有1～10个碳原子的烷基，含有2～10个碳原子的烷氧烷基或含有2～10个碳原子的酰基；n是0或1，及多个OR3可以相同或不同；(B)至少一种细颗粒，该细颗粒选自硅、铝、锡、锑、锆、钨和钛的氧化物的细颗粒，以及至少两种这些金属氧化物的复合物细颗粒；(C)一种聚氨酯和(D)一种固化剂。
2.如权利要求1所述的用于塑料透镜硬质涂层的涂料组合物，其中作为组分(B)的细颗粒的平均直径为1～200μm。
3.如权利要求1所述的用于塑料透镜硬质涂层的涂料组合物，其包含，每100重量份的组分(A)，有1～200重量份的组分(B)，0.1～100重量份的组分(C)和0.1～50重量份的组分(D)。
4.一种用于塑料透镜硬质涂层的涂料组合物的制备方法，该方法包括将通式(I)的有机硅化合物：与聚氨酯(C)、任选的一种溶剂混合、使有机硅化合物水解，由此得到作为组分(A)的通式(I)的有机硅化合物的水解产物和作为组分(C)的聚氨酯的溶液，然后在该溶液中加入至少一种细颗粒(B)，该细颗粒(B)选自硅、铝、锡、锑、锆、钨和钛的氧化物细颗粒以及至少两种这些金属的氧化物的复合物细颗粒以及一种固化剂(D)。
5.具有硬质涂层的抗刮性塑料透镜，该硬质涂层是由如权利要求1所述涂料组合物在塑料透镜表面形成的。
6.权利要求5的抗刮性塑料透镜，其具有在硬质涂层上形成的抗反射薄膜。
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