[发明专利]包括双层耐刮和耐磨涂层的光学制品及其制造方法

说明书

本发明涉及涂有双层涂层的光学制品，例如有机玻璃的眼用透镜，所 述双层涂层特别基于热固性聚硅氧烷组合物，所述涂层同时提供耐磨和耐 刮性(接近于无机玻璃的所述性能)，本发明还涉及此种光学制品的制造方 法。

由比无机玻璃轻的透明有机材料，或有机玻璃制成的眼用透镜如今被 广泛地使用。然而，有机玻璃的缺点是与传统无机玻璃相比对刮擦和磨损 更敏感。

用各种涂层涂覆各种眼用透镜从而为这种透镜提供改进的机械和/或 光学性能是常见的。因此，传统上，依次将涂层沉积到眼用透镜上，例如 耐冲击涂层、耐磨涂层和/或耐刮和抗反射涂层。

用来保护有机玻璃表面的耐磨和/或耐刮涂层的通常是聚(甲基)丙烯酸 类型的硬的单层涂层或基于硅烷水解产物的硬的单层涂层。

已知的耐磨涂层的制造方法是在固化催化剂例如铝衍生物存在下使烷 氧基硅烷聚合。作为涵盖此种技术的一些文献的示例，可以提及美国专利 US 4,211,823，它描述了包含在溶剂介质中的硅烷水解产物，二氧化硅细粒， 一些铝螯合物的组合物，所述硅烷具有环氧基结构部分和至少两个直接与 硅原子连接的烷氧基结构部分，所述溶剂介质包含多于1wt％水，所述组 合物用于涂覆呈塑料材料的基材。

美国专利US 5,916,669描述了一种双层涂层，它的聚(尿烷-丙烯酸酯) 型上层是硬层，比下层更易损坏，所述下层是丙烯酸酯性质的更柔层。所 述上层是提供防刮擦保护的层，而下层使得提高上层耐磨性而不损害其耐 刮性能成为可能。该专利提到这两个层的组合使得同时获得好的耐磨和耐 刮性成为可能。

专利US 5,254,395和US 5,114,783也描述了双层耐磨和耐刮涂层，包 括硬、高度交联的丙烯酸系共聚物基上层，与之粘结的柔性下层，该柔性 下层由交联、脂族氨基甲酸酯和丙烯酸酯共聚物在少量多官能丙烯酸系单 体中的混合物形成。

美国专利US 6,808,812描述了用于耐磨或耐刮涂层的组合物，其包含 草酸与有机金属衍生物，优选钛酸酯例如四异丙氧基钛、环氧基烷氧基硅 烷如γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(GLYMO)和非必要的第二烷氧基硅 烷如二甲基二乙氧基硅烷(DMDES)的反应产物。

根据该专利中描述的实施方案，所述组合物可以沉积到已经涂有(甲基) 丙烯酸系或聚硅氧烷性质的耐磨涂层的基材上，所述涂层例如基于环氧基 烷氧基硅烷和胶态二氧化硅水解产物。此种双层涂层提供耐磨和耐刮性能 的优异组合。

法国专利FR 2721720公开了包括上层和耐磨下层的双层涂层，所述上 层是聚硅氧烷类型(甲基-GLYMO或GLYMO)的耐冲击底漆，所述耐磨下 层也具有聚硅氧烷类型，包含其中分散了胶态二氧化硅的甲基-GLYMO(γ- 环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷)基体。

仍需要改进此类涂层的耐刮性能。

因此，本发明的一个目的是提供透明光学制品，尤其是眼用透镜，其 包括无机或有机玻璃材料的基材和为其提供显著改进的耐刮性和耐磨性的 涂层，其中获得这两种性能之一不应损害另一性能，并且即使当将所述涂 层与抗反射涂层结合时仍如此。

本发明的另一目的是提供上述耐刮和耐磨涂层，所述涂层不使被它们 沉积的基材易损。所述耐刮和耐磨涂层必须具有可应用到光学领域所要求 的透明性，以及对基材的良好粘附，尤其是对由有机材料制成的那些。此 外，形成所述涂层的层必须具有良好的彼此粘附性。

本发明还一个目的是提供此种光学制品的制造方法，所述方法可以容 易地集成到光学制品的一般生产工艺中。

上述确定的目标根据本发明针对这样的光学制品，所述光学制品包括 具有至少一个涂有耐磨和耐刮涂层的主表面的基材，所述涂层从基材开始 由互相粘附的下层和上层组成，所述上层是固化的上层组合物的层，所述 下层是固化的下层组合物的层，所述上层组合物包含：

-至少一种以下通式的有机硅烷化合物，或其水解产物：

R_nY_mSi(X)_4-n-m    (I)

其中R基团相同或不同，是经由碳原子与硅连接并且含有至少一个环 氧官能团的一价有机基团，X基团相同或不同，是可水解基团，Y是经由 碳原子与硅连接的一价有机基团，n和m是满足n＝1或2且n+m＝1或2 的整数，和

-至少一种以下通式的化合物，或其水解产物：