TW201323546A - 塗料組合物以及由其製備之減反射塗層 - Google Patents

Abstract

本發明涉及一塗料組合物以及由其製備的減反射塗層。本發明進一步涉及利用該塗料組合物在一基材上製備該減反射塗層的一種方法。

Description

塗料組合物以及由其製備之減反射塗層

本申請要求於2011年10月6日提交的歐洲專利申請號EP 11184162.3的優先權，出於所有的目的將該申請的全部內容藉由引用結合在此。

本發明涉及一塗料組合物以及由其製備的減反射塗層。本發明進一步涉及一利用該塗料組合物在一基材上製備減反射塗層的方法。

減反射塗層被用於廣泛的技術應用。例如，帶有該等塗層的減反射玻璃板用於光伏、太陽能熱和建築目的以及畫框。具有一減反射塗層的光學透鏡用在大量光學器件中，例如，照相機、雙筒望遠鏡以及眼鏡鏡片。而且，減反射塗層在包括例如顯示器、發光裝置以及觸控式螢幕的大量電學元件中發揮重要作用。

因此，在習知技術中描述了用於製備減反射塗層的許多組分。例如WO 2010/079495揭露了顯示出自清潔以及減反射特性的一些塗層。此種塗層可藉由將一基材與包含一減反射劑以及一自清潔劑的一雙組分體系進行層壓而獲得。

EP-A-1 818 694揭露了具有減反射玻璃板的畫框。該等畫框可用於將照片以及圖畫進行加框。該等玻璃板具有 一光反射減少塗層，其中該塗層包含奈米尺寸的顆粒以及一黏合劑。該塗層由包含一溶劑以及達20重量%的固體(包含該等奈米顆粒以及該黏合劑)的一塗料組合物所製備。

WO 2007/068760涉及塗覆有一耐用的、奈米結構膜(該膜具有超高疏水性)的一些物品，以及一用於製造它們的塗覆方法。該膜包括兩個層：一奈米結構層，該奈米結構層包含至少一種黏合劑以及與該黏合劑結合的奈米顆粒；以及賦予一低能表面的防污濁頂塗層的一個層，該頂塗層至少部分地覆蓋該奈米結構層。揭露了範圍廣泛的黏合劑以及範圍廣泛的奈米顆粒。在製備該奈米結構膜中使用的塗料溶液可能包含具有重量相對於該塗料溶液總重量1%-15%的奈米顆粒。

US 2006/0049745涉及能夠以一高效率從其一電致發光層提取光的電致發光器件。該電致發光器件包括除其他之外一低折射層。該層包括按重量計達10%量的細顆粒。

與相應的未塗覆的基材相比，覆蓋有減反射塗層的基材通常具有較高值的光學透射因數。該效果可以藉由施用一具有比該基材的折射率更低的折射率的一減反射塗層來實現。這導致從空氣折射率至該基材折射率的一折射率梯度。實際上，反射是該等折射率的平方差的一函數。為了獲得具有一足夠低的折射率的一減反射塗層，採用具有一相對高的孔隙度的材料。該等材料在習知技術中是已知的並且典型地包含空心奈米顆粒或多孔奈米顆粒。此類孔通常填充有環境空氣並且佔有該減反射塗層的從20 vol.-%至 70 vol.-%之間。

然而，若特別是旨在一室外用途的減反射塗層應該進一步具有一改進的機械穩定性並且應該抵抗一些環境因素如濕度、鳥糞以及紫外光。具體地，在黏合劑基體中具有高孔隙度的一些減反射塗層經常呈現低硬度以及僅僅中等的抗刮性，使得它們的室外用途顯著地受到限制。因此，仍然存在著對於足夠硬以及耐用的減反射塗層的需要，該等減反射塗層例如適合用於室外用途。

此外，玻璃表面(例如太陽能電池板以及建築窗戶)長期暴露於一外部環境通常導致俗稱“污物”的物質沉積在該玻璃表面上。該污物可能包括砂粒、土、煙灰、黏土、地質礦物微粒的顆粒以及存在於空氣中的任意種無機顆粒連同多種有機污染物。確實，玻璃污染還可能來自有機沉積物。存在不同來源的有機污染物，包括風帶污物，鳥和其他動物的糞便，來自廢氣(來自煤或柴油燃燒的有機煙灰)的污染，連同分解來自樹葉、花粉等的有機植物物質。當該等物質變濕時，它們會遍佈該玻璃表面。因此，這可能會在該基材上形成相對頑固的痕跡，這將減少該玻璃的預期性能(例如透明性)。

一段時間以來，此類污染顯著減小了該等玻璃基材的光學透明性。因此，當該等玻璃基材變髒時，便會喪失它們的效用。例如，玻璃基材的污染可以急劇地減少太陽能電池板的能量產出。這就是為什麼對於一防污塗層有一明確的需要以便特別是在多灰塵的以及多砂的環境例如沙漠 中保持太陽能電池板是乾淨的。

此外，用於製備減反射塗層的方法經常具有一些缺點，例如高生產成本，高原材料成本以及它們以工業規模實施的其他限制。因而，存在一簡單而成本效率的用於製備減反射塗層的方法的需要。

出人意料地已發現以上該等問題可以藉由將大量的奈米顆粒結合入該塗料組合物中來解決。在製備一減反射塗層中使用此種塗料組合物導致具有改進的表面特性的一減反射塗層。儘管並非旨在束縛於任何理論，相信的是在該塗料組合物中的奈米顆粒的高濃度導致所獲得的塗層的表面的不同結構。

因而，本發明涉及一塗料組合物，該塗料組合物包含至少(a)一黏合劑(b)奈米顆粒以及(c)一溶劑，其中，該塗料組合物包含基於該塗料組合物總重量20重量%的奈米顆粒。

此外出人意料地已發現將某些黏合劑與某些奈米顆粒以一定重量比結合起來導致了在具有提高的硬度的減反射塗層的製備中有用的塗料組合物。

因此，本發明還涉及一塗料組合物，該塗料組合物包 含(a)一矽烷黏合劑，(b)銦錫氧化物、硫酸鋇、和/或氟化鎂奈米顆粒，較佳的是銦錫氧化物以及/或者氟化鎂奈米顆粒，以及(c)一溶劑，其中黏合劑與奈米顆粒的重量比1：1。

在本發明中，該等塗料組合物通常是液體塗料組合物。“液體塗料組合物”的意思是能夠流動、更特別地能夠藉由任何濕塗覆法而施用於一基材上的一塗料組合物。

在一較佳的實施方式中，該等奈米顆粒存在於本發明的塗料組合物中的量為基於該塗料組合物總重量高於20重量%、尤其等於或高於22重量%、更具體地等於或高於24重量%、例如等於或高於25重量%或者甚至有時等於或高於30重量%。該等奈米顆粒存在於本發明的塗料組合物中的量為基於該塗料組合物總重量等於或低於50重量%，特別等於或低於45重量%，更特別等於或低於40重量%，例如等於或低於35重量%。本發明的該塗料組合物包含各自基於該塗料組合物總重量從20重量%至50重量%的奈米顆粒，較佳的是從高於20重量%至50重量%的奈米顆粒，更佳的是從22重量%至45重量%的奈米顆粒，最佳的是從24重量%至35重量%的奈米顆粒。

除了該等奈米顆粒之外，本發明的塗料組合物包含一黏合劑。

在該塗料組合物中黏合劑的含量對所獲得的減反射塗 層的機械以及光學特性具有影響。如果黏合劑的量太高，則所獲得的減反射塗層可能具有良好的機械穩定性，但是，然而還具有高折射率，因為該等奈米顆粒的孔將被黏合劑以高含量填充。如果在該塗料組合物中的黏合劑含量太低，則所獲得的減反射塗層可能具有一低折射率以及低機械穩定性。根據本發明，如果奈米顆粒與黏合劑的重量比總體等於或高於1：1、特別等於或高於2：1、更特別等於或高於3：1、例如等於或高於5：1，可以獲得的一較佳的減反射塗層，該塗層具有一低折射率、高機械穩定性以及一足夠高的環境因素耐受性。奈米顆粒與黏合劑的重量比通常等於或低於20：1、尤其等於或低於15：1、更具體地等於或低於13：1、例如低於或等於8：1。奈米顆粒與黏合劑的重量比可能典型地在從1：1至20：1的範圍內，較佳的是在從2：1至15：1的範圍內，更佳的是在從3：1至13：1的範圍內，例如大約6：1。

此外，在塗料組合物中的黏合劑含量可以是基於該塗料組合物總重量小於40重量%、尤其等於或小於30重量%、更尤其等於或小於20重量%、最尤其等於或小於10重量%。在該塗料組合物中的黏合劑含量總體上是基於該塗料組合物的總重量等於或高於0.1重量%、具體地等於或高於0.3重量%、更具體地等於或高於0.5重量%、最具體地等於或高於1.0重量%。較佳的是，該塗料組合物包含均基於該塗料組合物總重量從0.1重量%至35重量%的黏合劑、較佳的是從0.3重量%至30重量%的黏合劑、最佳的是從 0.5重量%至20重量%的黏合劑、以及甚至更佳的是從1.0重量%至10重量%的黏合劑。

在本發明的塗料組合物中使用的黏合劑可以是用於形成膜的任何材料。該黏合劑定義為改進該等顆粒與一基材的附著的一組分。沒有此種黏合劑，該等奈米顆粒與該基材的附著以及令人滿意的抗磨損性和/或抗刮性無法實現。較佳的是，該黏合劑是能夠與該基材的表面上的基團建立至少一種分子間鍵或者相互作用的一化合物。能夠建立不同種類的分子間鍵或相互作用，包括(不限於)：共價鍵以及非共價分子間鍵或相互作用，例如氫鍵、范德華鍵、疏水性相互作用、芳香族的CH-π相互作用、陽離子-π相互作用或者電荷-電荷相互吸引作用。較佳的是，該黏合劑是能夠與基材的表面上的基團建立至少一種共價鍵的一化合物。

較佳的是，該黏合劑是能夠與基材的表面上的基團建立至少一種分子間鍵或相互作用的一化合物。同樣較佳的是，該黏合劑是能夠與該等奈米顆粒表面上的基團建立至少一種共價鍵的一化合物。該黏合劑理想地是一能夠與奈米顆粒表面上的基團以及基材表面上的基團二者建立共價鍵的一化合物。

該黏合劑可以是一有機材料。該黏合劑可以由一熱塑性材料形成。作為替代方案，該黏合劑可以由一熱固性材料或者一能夠交聯的材料形成。本發明的範圍還是具有那些材料的混合物，例如一熱塑性黏合劑以及交聯的黏合劑 的混合物。

更佳的是，該黏合劑是能夠藉由例如縮聚作用、加成聚合作用或水解作用進行交聯的一材料。不同的縮聚可固化樹脂類以及加成可聚合樹脂類、例如烯鍵式不飽和的塗料溶液(包括單體類和/或預聚合物類)可以用於形成該等黏合劑。可使用的可交聯的材料的一些具體實例包括酚醛樹脂類，雙馬來醯亞胺樹脂類，乙烯醚樹脂類，具有側鏈(pendant)α和β不飽和羰基的胺基塑膠樹脂類，胺基甲酸酯樹脂類，聚乙烯吡咯烷酮類，環氧樹脂類，(甲基)丙烯酸酯樹脂類，(甲基)丙烯酸化異氰尿酸酯樹脂類，脲醛樹脂類，異氰尿酸酯樹脂類，(甲基)丙烯酸化胺基甲酸酯樹脂，(甲基)丙烯酸化環氧樹脂類，丙烯酸乳液類，丁二烯乳液類，聚乙烯酯分散體類，苯乙烯/丁二烯膠乳類，或者它們的混合物。術語(甲基)丙烯酸酯包括丙烯酸酯類以及甲基丙烯酸酯類二者。

在本發明中有用的另一黏合劑材料包括二氧化矽有機溶膠類，例如基於功能矽烷類、矽氧烷類或矽酸鹽類(矽-氧陽離子的鹼金屬鹽類)的化合物類或者或其水解物類。當水解時，該等有機功能黏合劑藉由形成矽醇基團產生互穿的網路，該等矽醇基團能夠與物體的有機或無機表面鍵合。

較佳的是，該等黏合劑是包括可水解的或可部分水解的金屬化合物類的有機改性的黏合劑。例如聚矽氧烷類(或矽酮類[R₂SiO]_n)基體，可以由分子式為R_mSiX_4-m的可水解的矽烷類製備；在該式中，這個或該等基團X(可以是相同 的或不同的但較佳的是相同的)是可水解的取代基；這個或該等基團R(可以是相同的或不同的)是可水解或不可水解的取代基、較佳的是不可水解的取代基；並且m的取值可以是0、1、2或3，較佳的是0、1、或2，特別佳的是0或1。該等取代基X較佳的是氫、鹵素原子(尤其是氯和溴)、烷氧基類、烷基羰基類、以及醯氧基類；特別佳的是烷氧基類，尤其C_1-4烷氧基類如甲氧基、乙氧基、丙氧基和丁氧基連同它們的同分異構體類(異-丙氧基、仲丁氧基、或叔丁氧基等)。該等基團R可以是烷基、鏈烯基、芳基、烷芳基、芳烷基或R'Y。R'是直鏈或支鏈的亞烷基(該烯烴基可以被氧或硫原子或NH基所中斷)，或者是亞苯基、烷基亞苯基或者亞烷基亞苯基。Y是一藉由其有可能交聯的功能基團。Y的一些實例是未取代的或取代的胺基，醯胺基，烷基-羰基，未取代的或取代的苯胺基，醛基，酮基，羧基，羥基，烷氧基，烷氧基-羰基，巰基，氰基，羥苯基，烷基，羧酸酯基，磺酸基，磷酸基，丙烯醯氧基，甲基丙烯醯氧基，甲基丙烯醯氧基，縮水甘油基氧基，環氧化物基，烯丙基或者乙烯基。較佳的是，Y是一個丙烯醯氧基，甲基丙烯醯氧基，縮水甘油基氧基，環氧化物基，羥基或胺基。在以上化學式中，取代基R、R'、X和/或Y(出現兩次或更多次)可以在每種情況下在一化合物中具有相同的意義或不同的意義。

含矽黏合劑的一些實例是胺基功能的矽烷或者胺基功能的矽氧烷化合物類如胺基烷氧矽烷類，羥基-或較低烷氧 基-封端的矽烷類如環氧烷氧基矽烷類，脲基烷基烷氧基矽烷類，二烷基二烷氧基矽烷類(例如二甲基二乙氧基矽烷)，(甲基)丙烯酸矽烷類，羧酸矽烷類、含矽烷的聚乙烯醇，乙烯基矽烷類，烯丙基矽烷類，以及它們的混合物。

胺基烷氧基矽烷類可能選自(不限於)3-胺基丙基三乙氧基矽烷，3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷，3-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷，胺基乙基三乙氧基矽烷，3-(2-胺基乙基)胺基丙基甲基二甲氧基矽烷，3-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三乙氧基矽烷，3-胺基丙基甲基二乙氧基矽烷，3-胺基丙基三甲氧基矽烷，以及它們的混合物。

脲基烷基烷氧基矽烷類可能選自(不限於)脲基甲基三甲氧基矽烷，脲基乙基三甲氧基矽烷，脲基丙基三甲氧基矽烷，脲基甲基三乙氧基矽烷，脲基乙基三乙氧基矽烷，脲基丙基三乙氧基矽烷，以及它們的混合物。

該黏合劑可以包含環氧烷氧基矽烷化合物類，更佳的是具有一個縮水甘油基的烷氧基矽烷類，甚至更佳的是具有一個縮水甘油基的三官能的烷氧基矽烷類。

在此類化合物中，該黏合劑可包含例如縮水甘油氧基甲基三甲氧基矽烷，縮水甘油氧基甲基三乙氧基矽烷，縮水甘油氧基甲基三丙氧基矽烷，α-縮水甘油氧基乙基三甲氧基矽烷，α-縮水甘油氧基乙基三乙氧基矽烷，β-縮水甘油氧基乙基三甲氧基矽烷，β-縮水甘油氧基乙基三乙氧基矽烷，β-縮水甘油氧基乙基三丙氧基矽烷，α-縮水甘油氧基丙基三丙氧基矽烷(GPTS)，α-縮水甘油氧基丙基三乙氧 基矽烷，α-縮水甘油氧基丙基三丙氧基矽烷，β-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷，β-縮水甘油氧基丙基三乙氧基矽烷，β-縮水甘油氧基丙基三丙氧基矽烷，γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷，γ-縮水甘油氧基丙基三乙氧基矽烷，γ-縮水甘油氧基丙基三丙氧基矽烷，它們的水解物，以及它們的混合物。

其他一些有用的具有一縮水甘油基的烷氧基矽烷類包括γ-縮水甘油氧基丙基五甲基二矽氧烷，γ-縮水甘油氧基丙基甲基二異丙氧基矽烷，γ-縮水甘油氧基丙基甲基二乙氧基矽烷，γ-縮水甘油氧基丙基二甲基乙氧基矽烷，γ-縮水甘油氧基丙基二異丙基乙氧基矽烷，γ-縮水甘油氧基丙基雙(三甲基甲矽烷氧基)甲基矽烷以及其混合物。

合適的黏合劑的一些其他實例是金屬醇鹽類如Al、Ti、Zr或Ta的醇鹽類；較佳的是Al的三醇鹽類，Ti的四醇鹽類以及Zr的四醇鹽類；甲醇鹽類、乙醇鹽類、丙醇鹽類以及丁醇鹽類是特別佳的。

合適的黏合劑的一些另外的實例是乙醯丙酮化物類如Al、Ti、Zr以及Ta的乙醯丙酮化物類，尤其Al、Ti以及Zr的乙醯丙酮化物類。

特別合適的黏合劑的一些實例包括四乙氧基矽(silicon tetraethoxide)(或矽酸乙酯、四乙氧基矽烷、四乙基正矽酸酯、TEOS)，三異丙基鋁，四丁氧基鋯，四異丙氧基鈦，3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷(GPTS)，以及3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷(MPTS)。MPTS是特別 佳的。

以上所述的黏合劑材料的一些實例是黏合劑材料的有代表性的展示，而並不意在包括所有的黏合劑材料。熟習該項技術者可以識別出落在本發明範圍內的一些附加的黏合劑材料。

同樣有可能代替以上所述的有機改性的無機黏合劑類，或者與它們進行混合使用其部分水解物或預水解的化合物。例如，衍生物類如預水解的3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷(GPTS)以及預水解的3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷(MPTS)是尤其適合的。

如此處使用的，術語“奈米顆粒”意在指大多數具有高於或等於1 nm但小於1 μm的粒徑的固體顆粒。奈米顆粒可能是球形的或非球形的，長形的，甚至奈米晶體。該等奈米顆粒可能結合到，黏附到和/或分散遍及該黏合劑中

本發明採用的奈米顆粒可以是球形的、基本上球形的、非球形的或長形的。較佳的是，本發明採用的奈米顆粒是球形的或基本上球形的並且具有大約1.2或更低的、較佳的是大約1.1或更低的平均長徑比。

在本發明中，奈米顆粒的粒徑在球形的奈米顆粒的情況下定義為其直徑，或在該等奈米顆粒是基本上球形的、非球形的或長形的情況下定義為其最小尺寸。在習知技術水平中已知用於確定奈米顆粒的平均粒徑的一些方法，該等方法包括例如BET吸附法、光散射法、光學顯微術或掃描顯微術或透射電子顯微術(SEM或TEM)以及原子力顯微 術(AFM)成像。

例如，該等奈米顆粒的粒徑分佈以及平均粒徑可以用一庫爾特鐳射衍射儀LS230來測量。用來使該等奈米顆粒懸浮的溶劑不是特別限制的，只要該等奈米顆粒可以很好地在其中懸浮並且不與該溶劑進行化學上的反應。該等奈米顆粒較佳的是使用一超聲粉碎器在該溶劑中超聲分散大約10分鐘根據本發明，所採用的奈米顆粒的平均粒徑總體上是等於或低於250 nm，通常等於或低於150 nm，更通常等於或低於100 nm，最通常等於或低於60 nm。所採用的奈米顆粒的平均粒徑通常等於或高於1 nm，多數情況下等于或高於3 nm，大多數情況下等于或高於5 nm，例如等於或高於10 nm。所採用的奈米顆粒的平均粒徑典型地在從1 nm至250 nm、較佳的是在從3 nm至150 nm、特別佳的是在5 nm至100 nm、並且甚至更佳的是在從10 nm至60 nm的範圍內。

若該等奈米顆粒的平均粒徑太高，它們可能顯示出光散射效果，這將導致該減反射塗層的透射損失。若所採用的奈米顆粒太大，該減反射塗層的光學透射因數可能受到影響。

所採用的奈米顆粒較佳的是非空心的或實質上沒有內部的孔。該內部孔較佳的是構成小於15 vol.-%，甚至更佳的是小於10 vol.-%，特別佳的是小於5 vol.-%，並且甚至更佳的是小於3 vol.-%的該等奈米顆粒總體積。

適合於本發明的塗料組合物的奈米顆粒典型地選自固 有透明材料，例如選自金屬氧化物類但不選自通常不透明的相應的金屬的形式。所述奈米顆粒可以是有機的，無機的，或者二者的混合物。較佳的是，使用無機奈米顆粒，尤其是金屬或類金屬氧化物、氮化物或氟化物奈米顆粒，或者其混合物。

合適的無機材料的一些實例包括鹼金屬以及鹼土金屬的鹵化物類(如鋰、鈉、鎂、鈣、鍶或鋇的氟化物類、氯化物類、溴化物類或碘化物類)，鹼土金屬硫酸鹽類以及碳酸鹽類(如硫酸鋇、碳酸鈣、碳酸鍶)，金屬氧化物類(如銦錫氧化物(ITO)、二氧化鈦、二氧化鋯、銻錫氧化物(ATO)、氧化銻、氧化錫、氧化鋁、氧化鋅、氧化鈰、氧化鉭、氧化銦、氧化鈰)以及非金屬氧化物類、如二氧化矽。該無機奈米顆粒較佳的是選自下組，該組由鹼金屬以及鹼土金屬的氟化物類、鹼土金屬硫酸鹽類以及碳酸鹽類、以及金屬氧化物類組成。在一尤其佳的實施方式中，非大量的非金屬氧化物類、特別地非二氧化矽存在於本發明的塗料組合物中。特別佳的是銦錫氧化物(ITO)、氟化鎂、硫酸鋇、碳酸鈣或者碳酸鍶，由此銦錫氧化物(ITO)以及氟化鎂是最佳的。在一更特別佳的實施方式中，該等無機奈米顆粒是來自銦錫氧化物或包含銦錫氧化物的混合物。

合適的有機材料的一些實例包括基於聚合材料，尤其基於透明的聚合材料的奈米顆粒，例如基於聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯或者聚碸的奈米顆粒。

在本發明的塗料組合物以及減反射塗層中所採用的奈 米顆粒較佳的是由一種單一無機材料組成。然而，包含至少兩種無機材料的奈米顆粒的塗料組合物以及減反射塗層也是有可能的。使用不同種類的奈米顆粒允許製備異質結構的塗層。

用於本發明的塗料組合物的合適的溶劑的選擇主要依賴於所採用的黏合劑。合適的溶劑的一些實例包括例如乙醇，異丙醇，正丁醇，乙二醇，丙二醇，丙酮，甲苯，2-異丙氧基乙醇，2-異丙胺基乙醇以及甲氧基乙醇或者那些中的任何的混合物。2-異丙氧基乙醇(IPE)，2-異丙胺基乙醇或者其混合物特別佳的是用於製備該塗料組合物。關於這一點，值得注意的是此處的術語“溶劑”用於描述不與該黏合劑以及奈米顆粒反應的一液體。然而不要求的是該黏合劑和/或奈米顆粒溶解於該溶劑中。該溶劑相反可以作為分散劑。

在本發明的塗料組合物中，該溶劑的量通常適配提供對所獲得的塗料組合物所要求的黏度，以便允許其以一塗層形式的施用。該溶劑量因而可以大大地改變並且可以例如按該塗料組合物的不含該溶劑的總重量從10重量%至500重量%、尤其從25重量%至200重量%、更特別從50重量%至100重量%的量加入。

為了避免該塗料組合物中的奈米顆粒的再團聚，可以採用一分散劑。一些合適的分散劑可能選自非離子的，陽離子的，兩性離子的或者陰離子的分散劑類。合適的分散劑實例包括陰離子表面活性劑類如磺酸，膦酸，羧酸，多 元羧酸以及類似物的一種鹽；陽離子表面活性劑類如高碳脂肪族胺以及類似物的一種季鹽；非離子表面活性劑如高碳脂肪酸聚乙二醇酯以及類似物，矽基表面活性劑類、以及具有醯胺酯鍵的高分子活性劑類。基於一元羧酸以及多元羧酸體系的分散劑是尤其適合的，而它們的實例包括基於羧酸的表面活性劑類以及磺酸-羧酸的體系如R-COOH、RSO₂NHCH₂COOH、RSCH₂COOH、RSOCH₂COOH、RCH₂COOH、RCH(SO₃H)COOH以及類似物(R代表具有10至20個碳原子的一飽和的或不飽和的烷基)，多元羧酸體系表面活性劑(具有重複單元-CH₂-CH(COOH)-、CH₂CH(CH₂COOH)-CH(Ph)-CH₂-、-CH(COOH)-CH(COOH)-C(CH₃)₂-CH₂-、-CH₂-CH(CH₂COOH)-)，以及含氧雜酸(oxa-acid)類如3,6,9-三氧雜癸酸(TODA，CH₃O(CH₂)₂O(CH₂)₂OCH₂COOH)、或者似物。在本發明中，TODA是特別佳的。鹵化的表面活性劑類同樣可以是尤其有利的，特別是當本發明的該塗料組合物包含鹼金屬以及鹼土金屬的鹵化物時，例如，結合鹼金屬以及鹼土金屬類的氟化的表面活性劑如MgF₂。

另外，該塗料組合物可以包含至少一種另外的添加劑，如UV-染料類、抗氧化劑類、增塑劑類、防腐劑類、著色劑類、以及潤滑劑類。

在本發明的一實施方式中，該塗料組合物可以進一步包含催化量的至少一種固化催化劑。作為合適的固化催化劑，例如光敏引發劑類(二酮類、苯某酮(phenone)類或醌類) 或酸性催化劑類(鋁乙醯丙酮化物或乙酸)可以採用。

在另外一實施方式中，本發明提供了一塗料組合物，該塗料組合物包含至少：(a)一矽烷黏合劑，(b)銦錫氧化物和/或氟化鎂和/或硫酸鋇奈米顆粒、較佳的是銦錫氧化物和/或氟化鎂，以及(c)一溶劑，其中黏合劑與奈米顆粒的重量比1：1，較佳的是<1：1。

實際上出人意料地已發現一矽烷黏合劑與銦錫氧化物和/或氟化鎂和/或硫酸鋇奈米顆粒以一定重量比的結合導致具有提高的硬度的減反射塗層。銦錫氧化物和/或氟化鎂是尤其佳的。

在該等塗料組合物中，奈米顆粒與黏合劑的重量比較佳的是在從1：1至20：1的範圍內、更佳的是在從2：1至15：1的範圍內、最佳的是在從3：1至13：1的範圍內，如大約6：1。

在本實施方式的塗料組合物中的奈米顆粒的總量是較少相關的。然而，為了獲得具有改進的表面結構的減反射塗層，較佳的是該塗料組合物包含各自基於該塗料組合物的總重量至少20重量%的奈米顆粒，較佳的是多於20重量%的奈米顆粒，更佳的是從22重量%至40重量%的奈米顆粒，最佳的是從25重量%至35重量%的奈米顆粒。

此外，已發現若該矽烷黏合劑是選自烷氧基矽烷化合物類、特別是具有縮水甘油基或甲基丙烯醯基的烷氧基矽烷類、特別是具有縮水甘油基或甲基丙烯醯基的三官能的 烷氧基矽烷類、如選自3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷(GPTS)以及3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷(MPTS)，則減反射塗層的硬度是特別高的。

而且在該實施方式中，該塗料組合物可能包含如上所述的一分散劑、特別是3,6,9-三氧雜癸酸(TODA)。

關於本實施方式的塗料組合物的一些其他組分，如溶劑或另外的添加劑類，關於本發明的塗料組合物的一第一實施方式的提及以上描述。

此外，本發明涉及一用於在基材上製備減反射塗層的方法，該方法包含在該基材上施予如上所述的一塗料組合物以在該基材上形成一塗層並且將該塗層進行乾燥以獲得一乾燥的塗層或該減反射塗層。該乾燥的塗層可以之後可隨意地經受一附加處理步驟如熱處理和/或採用輻射的處理以導致該減反射塗層。

在本發明的本實施方式中，該塗料組合物可以藉由習知技術中已知的多種方法施用到該基材上。該等方法包括，例如，旋塗，浸塗，狹縫式模具塗覆，噴塗，流塗，彎月面塗覆(meniscus coating)，毛細管塗覆，輥塗以及(電)沉積塗覆。浸塗是較佳的是用於製備雙面塗覆的減反射玻璃板並且產生一可重複的並且恒定的塗層厚度。旋塗是較佳的是用於在較小尺寸的基材上製備一減反射塗層。彎月面塗覆，輥塗或者噴塗在連續工藝的情況下是特別有用的。

在被施用到該基材之前，該塗料組合物可以另外經受一微量過濾步驟。這允許去除殘餘的奈米顆粒的大量附聚 體。藉由將該塗料組合物藉由具有一平均孔徑在從0.1 μm至20 μm、較佳的是從0.2 μm至10 μm、甚至更佳的是從0.3 μm至5 μm、以及特別佳的是從0.4 μm至1 μm的範圍內的一過濾器來較佳地進行該步驟。

另外較佳的是在該塗料組合物施用到其上之前，該基材是充分清潔的。否則，少量的雜質例如灰塵或油脂可能導致該減反射塗層的缺陷並且影響其穩定性。該基材的清潔可以藉由使用有機溶劑類、水性清潔劑體系類或氧化劑類來進行，取決於該基材的材料。在耐熱基材的情況下該步驟還可以在加熱至在從600℃至700℃的範圍內的溫度下進行。

根據本發明，範圍廣泛的透明材料可以用作基材，特別是玻璃、透明聚合材料或透明結晶無機材料(包括已包含至少一個塗層例如一導電層的透明材料)。該等透明材料較佳的是具有為在從425 nm至675 nm的範圍內的波長下測量的至少94%、較佳的是至少96%、甚至更佳的是至少98%的一光學透射因數。所採用的材料的霧度值較佳的是低於0.8的，更佳的是低於0.5的。相應值的測量可以根據標準ASTM D 1003來進行。

合適的透明聚合材料包括基於聚合物如聚碳酸酯類以及熱塑性聚胺酯類或熱固化(交聯)材料如二甘醇雙(烯丙基碳酸酯)聚合物類以及共聚物類，熱固化聚胺酯類，聚硫胺甲酸酯類，聚環氧化物類，聚環硫化物類，聚酯類，聚(甲基)丙烯酸酯類以及基於共聚物的基材，如包括(甲基)丙烯 酸聚合物類以及衍生自雙酚-A和聚硫(甲基)丙烯酸酯類的共聚物類、以及它們的共聚物和共混物的基材。在本發明的一實施方式中，聚甲基丙烯酸甲酯是較佳的用作基材的透明聚合物材料。

也可以用作基材的透明的結晶無機材料，除其他之外，包括石英、溴化鉀、氯化鈉以及氟化鈣。

然而玻璃是最佳的基材材料。

如果該塗料組合物是在水或一含水的溶劑存在下製備的，則該黏合劑可以經受至少部分的水解。在這種情況下，所獲得的氧化物層可以在該等奈米顆粒上形成一無機透明塗層在該等奈米顆粒上的這種塗層可以導致在該黏合劑與該等奈米顆粒之間的更強的相互作用，因此改進所獲得的減反射塗層的機械特性。

在所採用的溶劑中的水含量可以由卡爾-菲舍爾滴定法測定。

當該黏合劑是一金屬醇鹽並且該分散介質是一種醇時，可以相對所應用的金屬醇鹽加入達1重量%的量的一種酸、或達20重量%的量的水以便如所要求的加速該醇鹽的水解。然而該黏合劑的預水解可以省略，特別是若ITO用作奈米顆粒時。

該塗料組合物的黏度對所獲得的減反射塗層以及其表面粗糙度具有某些影響。該塗料組合物的黏度較佳的是在從2.0 mPa．s至20.0 mPa．s(在25℃溫度下測量)的範圍內。動態黏度的測量是根據DIN 53018採用儀器如旋轉黏度計 UM PHYSICA(由Rheolab MC20 Physica提供)來進行的。該黏度使用商務軟體RS120來計算。

在如上所述的塗料組合物施用到該基材上之後，所獲得的塗層通常進行乾燥以除去該溶劑。乾燥可以在空氣或在保護氣氛如氮氣或氬氣中進行。乾燥典型地在大氣壓或減壓下，特別在大氣壓下進行。乾燥通常在足夠高以允許該溶劑的蒸發的一溫度下進行。乾燥較佳的是在該溶劑的沸點以下的一溫度下進行，以避免快速蒸發以及在該塗層中形成泡沫。這種泡沫確實可以增加塗層的霧度。在該溶劑是2-異丙胺基乙醇(IPE)時，乾燥可以例如在從70℃至120℃之間的一溫度下進行。

在乾燥之後，該乾燥的塗層可以隨意地經受一後續處理如一熱處理和/或一採用輻射的處理。

在本發明的一實施方式中，該塗層的所述後續處理可以藉由輻射，較佳的是紫外線輻射特別採用在從100 nm至450 nm的範圍內的波長(例如172、248或者308 nm)來進行。該紫外線處理可以是一種單次或重複的紫外線處理，例如約10至100次。劑量(dose)通常在每次暴露1 J/cm²左右。釋放標稱劑量的時間調整為避免該基材的過熱。紫外線輻射的來源可能是選自任何常規的來源，例如低壓以及高壓燈、雷射器或電子束加速器。該紫外線處理可以在一含氧氣氛，惰性氣體氣氛(如氮氣、氬氣、氦氣)或還原性氣氛(如氫氣或含氫混合物(如95% N₂以及5% H₂))的氣氛中進行。該紫外線處理通常是在室溫下進行。若一光敏引 發劑存在於該塗料組合物中，則該減反射塗層後續的紫外線處理的時間可以顯著減少， 在本發明的另一實施方式中，該減反射塗層的後續處理在一高溫下進行。較佳的是，該塗層的後續處理在一足夠低溫下進行，使得該基材實質上保持者其形狀並且不經受一熱降解。該溫度通常是在從50℃至650℃，較佳的是從65℃至360℃，更佳的是從75℃至315℃的範圍內的。如果該基材是一聚合物，則該溫度較佳的是最大是65℃至350℃，取決於該聚合物的性質。如果該基材是玻璃，則該熱處理的溫度可以更高，例如從250℃至650℃取決於該玻璃種類和厚度、例如大約250℃至550℃、但最通常是在大約250℃。這種熱處理總體上在所選定的溫度下進行1至120分鐘，尤其5至60分鐘。同樣有可能在高溫如600℃至720℃下在2至10 min的過程中進行這種熱處理。這種熱處理可以例如與一熱回火過程結合來用於鋼化玻璃的製造。熱處理可以使用常規設備如烘箱進行。同樣有可能使用紅外(IR)輻射(0.76 μm-2.5 μm)或近紅外線(IR)輻射(2.5 μm-100 μm)來加熱該塗層。這種熱處理可以在空氣下或在一惰性氣體氣氛如氮氣或氬氣下進行。

本發明因此還涉及藉由如本發明中所述的方法可獲得的一減反射塗層；並且涉及一基材，該基材至少部分塗覆有藉由這種方法可獲得的一減反射塗層。

可以將這種所獲得的減反射塗層的折射率調整至該基材的折射率。該減反射塗層的折射率(是在從425 nm至675 nm範圍內的波長以及在25℃溫度下所測量的)可以是例如在從1.20至1.90，較佳的是從1.23至1.70，特別佳的是從1.30至1.65的範圍內。該減反射塗層的折射率的測量可以根據標準ASTM D542使用一橢偏儀進行。

該減反射塗層的光學透射因數可以是至少90%、較佳的是至少95%、特別佳的是至少95%，是由在從425 nm至675 nm的一些波長下以及對應於520或550 nm的波長的1/4的該塗層的一平均厚度下平均得到的。所獲得的減反射塗層的光學透射因數的測量可以藉由使用與未塗覆的基材相同的設備以及相同的方法進行。

該減反射塗層對於可見光的平均厚度可以是在從50 nm至2000 nm，較佳的是從90 nm至1500 nm，特別佳的是從100 nm至1000 nm以及更佳的是從110 nm至700 nm的範圍內。較佳的是，該減反射塗層的平均厚度是通過該塗層的平均波長的一分數或一倍數，例如平均波長是550 nm，該厚度可能是50 nm(λ/11)或2200 nm(4λ)。對於可見光以及對於使用其他部分光譜，這種推理都是正確的，例如紫外光、例如在染料敏化太陽能電池(DSSC)中，或近紅外(NIR)光、如在有機光伏器件(OPV)中。該減反射塗層的厚度的測量可以藉由使用一DekTak表面輪廓儀如DekTak-150或藉由一光學儀器如Filmetrics F20來進行。

本發明的減反射塗層的表面粗糙度可以藉由對由原子力顯微術(AFM)或白光干涉測量術(WLI)所做的測量進行平均而確定。在1 μm×1 μm的表面上進行一原子力顯微術 測量的情況下，該減反射塗層較佳的是可以藉由特徵均方根(RMS)值表徵，該值是從1 nm至100 nm、較佳的是從2 nm至50 nm、特別佳的是從3 nm至30 nm的範圍內。

所獲得的減反射塗層的光學和機械特性取決於根據本發明的塗料組合物並且特別取決於奈米顆粒：黏合劑的重量比。這比例特別對該減反射塗層的孔隙度具有影響，並且因此可以用於調整其折射率。因此，所較佳的奈米顆粒：黏合劑的重量比可能取決於所採用的基材而變化。

因此，本發明還涉及由本發明的塗料組合物所獲得的一減反射塗層，並且涉及至少部分塗覆有這種減反射塗層的一基材。

此外，出人意料地已發現本發明的該減反射塗層具有防污特性，並且更出人意料地是包含銦錫氧化物(ITO)奈米顆粒的本發明的減反射塗層具有抗靜電以及防污特性。抗靜電特性與預防或抑制靜電產生有關。抗靜電塗層的使用可以是特別有意義的，以便生產能夠抵制在表面上沉積灰塵的抗靜電塗層。

防污的、以及較佳的是抗靜電以及防污的所塗覆的基材是一有效的長期保持玻璃較乾淨的方式。在那個結構中，由於其抗靜電特性例如塗有銦錫氧化物(ITO)的玻璃可以是有意義的此外，減反射特性主要可為在太陽能應用的場合所需要。

本發明還涉及由如上所定義的一塗料組合物所獲得的減反射塗層。本發明還涉及具有抗靜電和/或防污特性的減 反射塗層，並且更特別涉及包含至少銦錫氧化物奈米顆粒的該等減反射塗層。此外，本發明還涉及至少部分塗覆有該等減反射塗層的一些基材，更佳的其中該基材是玻璃。

為了評價本發明的減反射塗層的機械特性，可以採用多種機械耐用性測試。

機械測試 帶測試

該帶測試分類是按照從該減反射塗層撕下(pull off)一條帶之後的目視觀察。該塗層被分類為全部去除或部分去除或留在該基材上。所使用的帶可以是例如3M #610。

鉛筆測試

該鉛筆測試可以用於評價一減反射塗層的硬度(ASTM D 3363-92a)。本測試是用於測量硬度並且藉由使用一已知硬度的一鉛筆來刮表面進行塗層抗刮性測定的一傳統測試。該鉛筆與該膜保持一45°角並且遠離操作員推動6.5 mm的行程。

乾刷法測試

為了評價該減反射塗層的抗刮性，可以使用乾刷測試。樣品使用一正規化尼龍刷(ASTM D 2486--單獨的鬃絲直徑是0.3 mm並且成組放置的鬃絲簇具有4 mm的直徑)刷在一Erichsen刷測試器(型號494)上。該刷以及把柄的 總重量是454克。該測試可操作1000行程(stroke)(其中一行程等於該刷的一前後運動的一全週期)。

自動濕摩擦測試(AWRT)

該自動濕摩擦測試用於評價該減反射塗層的抗分層性。

將覆蓋有濕棉布的，帶有恒定的、內置載荷的一平的圓形的特氟隆頭在該塗層上拖動。在塗覆的表面上的棉的磨耗將在一定數量的循環後損傷(除去)該塗層。在整個測試中該棉應該用去離子水保持濕潤。該速度應該調整至在60至90全擺動(往復)/分鐘之間。

隨後對該樣品在一人工天空下進行研究，以確定在樣品上是否能看出透明性損失、變色和/或刮痕。該測試進行50，100，250以及500行程。此外，在測試的與未測試的區域的塗層厚度可以藉由光學法或藉由輪廓測定法(見以上)進行比較。

污物評價測試

為了評價該減反射塗層的抗靜電以及防污特性，將樣品在一工業洗滌機中使用一清潔劑(如RBS 50)進行洗滌並且然後用去離子水進行漂洗。在洗滌之後，將樣品置於45℃下的集塵器中並且根據EN60529標準暴露於一礦物污染物。

化學老化測試

在該等測試中，考慮了可能的3種類型缺陷的外觀。

點針狀缺陷；大缺陷，具有幾mm²直徑的腐蝕點；塗層的溶解。

克利夫蘭(Cleveland)

本測試用於評價該減反射塗層對於塗層表面冷凝液以及水流動的耐受性。該測試由使得該塗覆的基材在恒溫下經受一水飽和的氣氛組成。該等樣品具有在其上面不斷地形成的冷凝液並且這種冷凝液可以導致表面退化。

將該測試櫃(Cleveland)放置在具有環境溫度(23+/-3)℃的的一房間內。必須注意的是確保氣流以及太陽輻照不會干擾該測試櫃。該等樣品安裝在一支架片中，該支架片形成該測試櫃的頂。該頂作為該量的水的容器。該測試櫃是僅藉由由熱電偶控制的加熱電阻在該頂上加熱脫鹽水進行調節的，保持水溫在(50+/-2)℃。

氣候室

本測試用於評價該減反射塗層的對於塗層表面的水冷凝/蒸發過程的耐受性。

本測試是一循環測試並且由使有塗層的玻璃經受以下的2個步驟(分別1小時)組成，該等步驟是藉由使溫度從45℃上升至55℃，並且相反地，總是在98% rh。本測試與 用於評價玻璃的抗虹彩性的測試是相同的。所採用的容器是一5000 1的韋斯(Weiss)室。

中性鹽噴霧測試

本測試是全世界的一標準(時間96小時：IEC 1701，DIN 50021；時間500(可隨意地1000)小時：EN1096-2，DIN 50021)由此所採用的塑膠櫃是特別設計的以保證要求條件(solicitation)的可重複性。

測試條件：35℃+/-2℃鹽噴霧由具有在25℃+/-2℃溶解的NaCl(50 g/l+/-5 g/l)的蒸餾水構成。

根據以上該等測試，本發明的減反射塗層顯示出高硬度、優良的機械耐久性以及高化學穩定性並且藉由多種DIN以及ASTMD標準塗層測試。本發明的減反射塗層的使用鉛筆測試ASTM D 3363-92a所測量的硬度可以高達6H。

本發明的減反射塗層可以應用在平板玻璃如減反射玻璃板(包括用於製造太陽能電池)上，連同在電氣以及電子元件如顯示器，觸控式螢幕或發光器件上。本發明的減反射塗層還可以用在一些物品如光學器件，如照相機、雙筒望遠鏡以及眼鏡鏡片上。然而特別佳的是使用本發明的減反射塗層用於製造減反射玻璃板。該等玻璃板適合用於建築目的以及用於在太陽能電池的用途。

由於高硬度，本發明的減反射塗層還適合用於通用目的用途作為不同的聚合材料的一塗層，包括平面或非平面聚合表面。

此外，包含ITO或任何其他導電奈米顆粒的減反射塗層可以設計成為導電的。因此，這種減反射塗層是非常適合於多種的電子元件如顯示器、觸控式螢幕、發光器件、光伏器件以及電泳視窗電極，如果作為平電極(被塗覆在整個表面)，平面電極(plain electrode)(例如被印刷或刻蝕的)的話。

本發明將藉由以下一些實例在詳細地進行描述，然而不限於那些。

若任何藉由引用結合在此的專利、專利申請以及刊物中的揭露內容與本申請的說明相衝突的程度至使它可能使一術語不清楚，則本說明應該優先。

實例

在以下一些實例中，TODA指的是3,6,9-三氧雜癸酸；MPTS指的是3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷；IPE指的是2-異丙氧基乙醇。

總論

以下所描述的所有減反射塗層的樣品經過並且通過了以下一些測試。

乾刷測試

在該測試中所有測試樣品顯示了一優異性能。

自動濕摩擦測試(AWRT)

500行程測試後還沒有剝離。因此，所有測試的減反射塗層都通過了該測試。

化學老化測試

對於所測試的熱解減反射塗層沒有檢測出缺陷，在某些情況下甚至測試時間達到21天。從而，所有測試的減反射塗層通過了該測試。

克利夫蘭(Cleveland)

在該測試之後，基於減反射塗層的外觀以及缺陷分析，可以得出結論該減反射塗層的所有測試樣品通過了該測試。

氣候室

基於外表以及缺陷分析，可以認為該減反射塗層的所有測試樣品成功地通過了該測試。

中性鹽噴霧測試

減反射塗層的所有樣品成功地通過了該測試。

污染評價測試

減反射塗層的所有樣品表現了透光率的低損失以及霧 度的低增加。

實例1

將粉狀氟化鎂與該溶劑(IPE)以及該黏合劑(MPTS)充分混合，並且將一分散劑(TODA)在攪拌中加入到該混合物中。在室溫下將該混合物充分攪拌10分鐘。將水逐滴加入並且將所獲得的混合物進一步攪拌並且加熱至80℃保持3小時。所獲得的混合物藉由使用具有一平均孔徑為0.45 μm的一微過濾器進行過濾。

所獲得的塗料組合物使用型號為1001 CPS II(CONVAC)的一旋轉塗布器以2000 rpm的旋轉速度旋轉15 s沉積在十分清潔的一玻璃基材上。在這之後，將該減反射塗層在空氣中在70℃乾燥30分鐘，並且後續在高溫下或藉由紫外線輻射進行處理。

所獲得的減反射塗層藉由機械測試以及藉由化學老化測試進行了表徵。

將所製備的減反射塗層的特性連同相應的塗料組合物的細節在表1中總結。在該等實例中，在後續處理之後對層厚度、折射率以及折射吸收進行測量。

在樣品MgF₂-I的後續處理兩周之後，對層厚度、折射率以及折射吸收進行測量，結果如下：層厚度(nm)：1003

折射率η：1.468

折射吸收：0.001

在圖1中所示的是所獲得的含有MgF₂奈米顆粒的減反射塗層的一SEM圖像。

實例2

將銦錫氧化物(ITO)與該溶劑(IPE)以及該黏合劑(MPTS)充分混合，並且將一分散劑(TODA)在攪拌中加入到該混合物中。該混合物加熱至80℃保持3小時。

該減反射塗層是根據實例1中概括的步驟所製備的。

該所獲得的減反射塗層藉由以上所概括的機械測試以及藉由化學老化測試進行了表徵。將所製備的減反射塗層的特性以及相應的塗料組合物的細節在表2中進行總結。在該等實例中，該後續處理兩周之後，對層厚度、折射率以及折射吸收進行了測量。

在圖2中所示的是所獲得的含有ITO奈米顆粒的減反射塗層的一SEM圖像。

實例3

將粉狀二氧化矽(Wacker HDK^® N20)、碳酸鈣(Socal^® 31)、硫酸鋇或者碳酸鍶與該溶劑(IPE)以及該黏合劑(MPTS)充分混合，並且將一分散劑(TODA)在攪拌中加入到這混合物中。將該混合物在室溫下充分攪拌10min。將水逐滴加入，並且將所獲得的混合物進一步攪拌並且加熱至80℃保持3小時。所獲得的混合物通過具有0.45 μm平均孔徑的一微量過濾器來過濾。

該減反射塗層是根據實例1中概括的步驟所製備的。

所獲得的減反射塗層藉由以上所概括的機械測試以及藉由化學老化測試進行表徵。將所製備的減反射塗層的特性連同相應的塗料組合物的細節在表3中進行總結。在該等實例中，在該後續處理兩周之後，對層厚度、折射率以及折射吸收進行了測量。

在圖3中所示的是所獲得的含有BaSO₄奈米顆粒的減反射塗層的一SEM照片。

實例4

在實例1中所製備的塗料組合物MgF₂-II以及在實例2中所製備的塗料組合物ITO-II用於製備減反射塗層的附加的樣品。

將該等塗料組合物沉積到一十分清潔的玻璃基材上，使用型號為1001 CPS II(CONVAC)的一旋轉塗布器分別以6000 rpm的旋轉速度沉積該MgF₂塗料組合物和2000 rpm 的旋轉速度沉積該ITO塗料組合物。在這之後，該等減反射塗層在70℃下進行乾燥5分鐘並且可隨意地藉由熱或紫外線輻射來處理。隨後對該等塗層的光學特性連同銦錫氧化物塗層的薄層電阻進行了測定。

將所收集的數據在表4以及表5中總結。

實例5

對根據實例4(ITO-II(B.1)以及(B.2))所獲得的包含 ITO奈米顆粒的兩個塗層樣品的抗靜電以及防塵特性進行了測試。

為了評價包含ITO奈米顆粒的塗層的抗靜電以及防塵特性，在一工業洗衣機中使用一洗滌劑(如RBS 50)對一些樣品進行洗滌，並且然後用去離子水進行沖洗。在洗滌之後，將樣品置於在45℃下的集塵器中並且根據EN60529標準暴露於一礦物污染物。

對於該等測試，在該集塵器中使用的礦物污染物是滑石(粒徑為最大直徑75 μm)並且該等測所試使用的滑石密度是2 kg/m³。在該等條件下對多個樣品進行暴露15分鐘。

在該測試的最後，將樣品在垂直位置進行層疊以便去除未黏附在該表面的過量污染物。下一步，對所污染的樣品進行透光率以及霧度測量。

在圖4中說明了由於該污染的透光率損失(△損失=初始TL-污染後TL)。在圖5中說明了霧度的增加(△增加=污染後霧度-初始霧度)。

兩個值均與黏在玻璃上的滑石的量相關。

圖1示出了所獲得的包含MgF₂奈米顆粒的減反射塗層的一SEM圖。

圖2示出了所獲得的包含ITO奈米顆粒的減反射塗層的一SEM圖。

圖3示出了所獲得的包含BaSO₄奈米顆粒的減反射塗 層的一SEM照片。

圖4示出了由於污染導致的透光率損失(△損失=初始透光率(TL)-污染後透光率(TL))。

圖5示出了由於污染的霧度的增加(△增加=污染後霧度-初始霧度)。

Claims (25)

1. 一種塗料組合物，其包含黏合劑、奈米顆粒及溶劑，其中該塗料組合物包含基於該塗料組合物總重量20重量%的奈米顆粒。
2. 如申請專利範圍第1項之塗料組合物，其中該塗料組合物包含均基於該塗料組合物總重量從20重量%至50重量%的奈米顆粒、較佳的是從高於20重量%至50重量%的奈米顆粒、更佳的是從22重量%至45重量%的奈米顆粒、最佳的是從24重量%至35重量%的奈米顆粒。
3. 如申請專利範圍第1項之塗料組合物，其中該奈米顆粒與黏合劑的重量比是在從1：1至20：1的範圍內、較佳的是在從2：1至15：1的範圍內、更佳的是在從3：1至13：1的範圍內。
4. 如申請專利範圍第1項之塗料組合物，其中該塗料組合物包含均基於該塗料組合物總重量小於40重量%的黏合劑、較佳的是從0.1重量%至35重量%的黏合劑、更佳的是從0.3重量%至30重量%的黏合劑、最佳的是從0.5重量%至20重量%的黏合劑、尤其是從1.0重量%至10重量%的黏合劑。
5. 如申請專利範圍第1項之塗料組合物，其中該黏合劑是選自可交聯酚醛樹脂類、雙馬來醯亞胺樹脂類、乙烯醚樹脂類、具有側鏈α和β不飽和羰基的胺基塑膠樹脂類、胺基甲酸酯樹脂類、聚乙烯吡咯啶酮類、環氧樹脂類、(甲基)丙烯酸酯樹脂類、(甲基)丙烯酸化異氰尿酸酯樹脂類、 脲醛樹脂類、異氰尿酸酯樹脂類、(甲基)丙烯酸化胺基甲酸酯樹脂類、(甲基)丙烯酸化環氧樹脂類、丙烯酸乳液類、丁二烯乳液類、聚乙烯酯分散體類、苯乙烯/丁二烯膠乳類、矽烷類、矽氧烷類或矽酸鹽類或其水解物類、或彼等的混合物。
6. 如申請專利範圍第1項之塗料組合物，其中該黏合劑是3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷或3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷或四乙氧化矽。
7. 如申請專利範圍第1項之塗料組合物，其中該奈米顆粒是選自鹼金屬及鹼土金屬的鹵化物類、鹼土金屬硫酸鹽類、鹼土金屬碳酸鹽類、金屬氧化物類、非金屬氧化物類、或彼等的混合物；較佳的是選自鹼金屬氟化物類、鹼土金屬氟化物類、鹼土金屬硫酸鹽類、鹼土金屬碳酸鹽類或金屬氧化物類。
8. 如申請專利範圍第1項之塗料組合物，其中該奈米顆粒是選自銦錫氧化物、硫酸鋇、氟化鎂、碳酸鈣、碳酸鍶或彼等的混合物，較佳的選是銦錫氧化物、硫酸鋇、氟化鎂或彼等的混合物，更佳的是選自銦錫氧化物或氟化鎂。
9. 如申請專利範圍第8項之塗料組合物，其中該奈米顆粒是選自銦錫氧化物或包含銦錫氧化物的混合物。
10. 如申請專利範圍第1項之塗料組合物，其進一步包含分散劑，較佳的是3,6,9-三氧雜癸酸。
11. 一種塗料組合物，其包含矽烷黏合劑、銦錫氧化物及/或氟化鎂及/或硫酸鋇奈米顆粒及溶劑，其中奈米顆粒 與黏合劑的重量比是1：1，較佳的是>1：。
12. 如申請專利範圍第11項之塗料組合物，其中該奈米顆粒與黏合劑的重量比是在從1：1至20：1的範圍內，較佳的是在從2：1至15：1的範圍內。
13. 如申請專利範圍第11項之塗料組合物，其中該塗料組合物包含均基於該塗料組合物總重量至少20重量%的奈米顆粒，較佳的是高於20重量%的奈米顆粒，更佳的是從22重量%至40重量%的奈米顆粒，最佳的是從25至35重量%的奈米顆粒。
14. 如申請專利範圍第11項之塗料組合物，其中該矽烷黏合劑是選自烷氧基矽烷化合物類，特別地具有縮水甘油基或甲基丙烯醯基的烷氧基矽烷類，特別地具有縮水甘油基或甲基丙烯醯基的三官能性烷氧基矽烷類，最特別地選自3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷或3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷。
15. 如申請專利範圍第11項之塗料組合物，其進一步包含分散劑，較佳的是3,6,9-三氧雜癸酸。
16. 一種在基材上製備減反射塗層之方法，該方法包含在該基材上施予如申請專利範圍第1至15項中任一項之塗料組合物以在該基材上形成塗層，使該塗層乾燥，及可隨意地後續藉由熱處理或輻射處理該塗層以獲得該減反射塗層。
17. 如申請專利範圍第16項之方法，其中藉由輻射，較佳的是紫外線(UV)輻射、近紅外(NIR)輻射(0.76 μm-2.5 μm)或紅外線(IR)輻射(2.5 μm-100 μm)，進行該後續處理。
18. 如申請專利範圍第16或17項之方法，其中在升溫下，較佳的是在從65℃至360℃，更佳的是從75℃至315℃的溫度下進行該後續處理。
19. 一種減反射塗層，其可藉由如申請專利範圍第16項之方法獲得。
20. 一種基材，其至少部分係經如申請專利範圍第19項之減反射塗層塗覆。
21. 一種減反射塗層，其係由如申請專利範圍第1至15項中任一項之塗料組合物獲得。
22. 一種基材，其至少部分係經如申請專利範圍第21項之減反射塗層塗覆。
23. 如申請專利範圍第19或21項之減反射塗層，其具有抗靜電性及/或防污性。
24. 如申請專利範圍第19或21項之減反射塗層，其中該減反射塗層包含銦錫氧化物奈米顆粒。
25. 如申請專利範圍第20或22項之基材，其中該基材是玻璃。