[发明专利]有机-无机复合材料及其制备方法以及光学元件

说明书

技术领域

本发明涉及有机-无机复合材料及其制备方法以及光学元件。

背景技术

由于比重低、能够减轻重量并且抗冲击性优异的优点，树脂光学材料已逐渐代替光学玻璃材料而使用。另一方面，树脂光学材料具有较高的线膨胀系数，因此用作光学材料时涉及尺寸稳定性的问题。

为了改善树脂光学材料的尺寸稳定性，将无机材料添加到树脂光学材料中，由此得到具有较低线膨胀系数的有机-无机复合材料。玻璃纤维或滑石常常用作该添加的无机材料。但是，为了使得到的光学材料的透明性较好，即，使其雾度值较低，必须使无机材料与树脂之间的折射率之差尽可能小。因此，能使用的无机材料和树脂的组合有限。为了解决这个问题，也研究了通过添加无机纳米颗粒来使雾度值低的方法。但是，无机纳米颗粒难以均匀地分散在树脂光学材料中，因此得到的有机-无机复合材料具有高雾度值。

例如，日本专利No.02574049（PTL 1）记载了有机-无机复合透明均化物（homogenizate），其特征在于，将由聚唑啉聚合物组成的含酰胺键的非反应性聚合物、聚乙烯亚胺聚合物或星爆型树枝状聚合物均匀地分散在通过溶胶-凝胶法形成的金属氧化物的三维精细网状结构中。

日本专利申请公开No.2006-182899（PTL 2）记载了聚碳酸酯组合物，其含有聚碳酸酯树脂、有机硅和无机化合物，该有机硅在聚碳酸酯树脂中形成三维网络。

如上所述，已要求具有低的雾度值和线膨胀系数的有机-无机复合材料。

引用列表

专利文献

PTL 1：日本专利No.02574049

PTL 2：日本专利申请公开No.2006-182899

发明内容

技术问题

本发明的目的在于提供雾度值和线膨胀系数都低的有机-无机复合材料及其制备方法以及光学元件。

问题的解决方案

本发明的第一方面中，提供有机-无机复合材料，其包括至少一种聚合物和至少一种具有三维网状结构的无机氧化物，其中该聚合物具有三维网状结构并且与该无机氧化物共价键合，并且该有机-无机复合材料在厚度5mm下的雾度值为10%以下。

本发明的第二方面中，提供有机-无机复合材料的制备方法，其包括：提供其中已引入了反应性基团的具有三维网状结构的无机氧化物的第一步骤；和使反应性化合物聚合以得到具有三维网状结构的聚合物以及使该反应性化合物与该反应性基团反应以使该聚合物与该无机氧化物共价键合的第二步骤。

本发明的第三方面中，提供有机-无机复合材料的制备方法，其包括：提供其中已引入了反应性基团的具有三维网状结构的无机氧化物的第一步骤；使反应性化合物与该反应性基团反应以使该反应性化合物与该无机氧化物共价键合的第二步骤；和将该反应性化合物聚合以得到具有三维网状结构的聚合物的第三步骤。

本发明的第四方面中，提供有机-无机复合材料的制备方法，其包括：提供其中已引入了反应性基团的具有三维网状结构的无机氧化物的第一步骤；将反应性化合物聚合以得到具有三维网状结构的聚合物的第二步骤；和使该反应性化合物与该反应性基团反应以使该聚合物与该无机氧化物共价键合的第三步骤。

本发明的有利效果

根据本发明的有机-无机复合材料，使聚合物与无机氧化物共价键合，以致能够实现雾度值和线膨胀系数都低的有机-无机复合材料。

由以下参照附图对例示实施方案的说明，本发明进一步的特点将变得清楚。

附图说明

图1A、1B和1C是第一实施方案中用于分别解释聚合性化合物、聚合物和单体单元的图。

图2A、2B、2C和2D是用于解释聚合物与无机氧化物之间共价键的存在的评价方法的具体实例的图。

具体实施方案

现在对本发明的实施方案进行说明。但是，根据本发明的有机-无机复合材料及其制备方法以及光学元件并不限于此。

本发明人对于PTL 1中公开的材料进行了研究。结果认为，在PTL1中记载的有机-无机复合透明均化物中,作为有机组分的含酰胺键的非反应性聚合物与作为无机组分的金属氧化物并没有彼此共价键合，并且降低线膨胀系数的效果有限。还认为PTL 2中记载的聚碳酸酯化合物的雾度值高。

第一实施方案