[发明专利]用于制造具有改进耐碱性的防划涂层的组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造具有改进耐碱性的防划涂层的组合物。

背景技术

透明聚合物正日益被用于光学及光电领域中，这是因为这些材料在减重及耐断裂方面具有优势。在精密光学领域，具有更复杂的三维几何结构的组件，比如透镜及透镜元件，也可以以相对较大的量被制造。

目前被用于光学领域的示例性塑性材料包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、二甘醇双烯丙烯碳酸酯(商标名)以及基于聚硫氨酯的特定的高折射性聚合物。

这些塑性材料的缺点之一是它们相对低的表面硬度和耐划伤性。

用于提高耐划伤性的众所周知的方法包括涂覆表面涂层作为溶胶-凝胶工艺部分。此处，可以使用四烷氧基硅烷，其可在合适的条件下水解，并且一旦经水解产生的硅烷醇基发生缩合，那么四烷氧基硅烷就会形成三维网络硅酸盐结构。

除了具有最高可能的耐划伤性，表面涂层也应该满足其他一系列要求。这些要求包括在热暴露下具有最低可能的开裂、尽可能强的对基材表面的粘结性、以及尽可能强的耐酸性和/或耐碱性。此外，涂层的折射率应能尽可能地与基材的折射率相适应。

然而，在满足这些标准时，必须考虑到这些性能彼此之间经常互相冲突，这使得一个性能的提高通常只能以牺牲另一性能为代价。

为了提高硅酸盐网络的柔韧性，从而降低其在热暴露下开裂的趋势，四烷氧基硅烷通常与有机烷氧基硅烷(例如除去烷氧基、并具有一个或多个与Si原子直接键合的有机残基的硅烷)组合使用。虽然制得的有机-无机网络结构具有更大的柔韧性和碱稳定性，但相对于纯的无机硅酸盐结构而言，这是以降低硬度为代价实现的。

美国专利US 3,986,997描述了一种包含胶态SiO₂、以及有机三烷氧基硅烷比如甲基三甲氧基硅烷、和/或该有机三烷氧基硅烷经水解和/或缩合产生的产物的含水组合物。

还已知将四烷氧基硅烷或胶态SiO₂，以及其有机残基包含环氧基的有机烷氧基硅烷与二羧酸或二羧酸酐组合使用。

美国专利US 2001/0049023 A1公开了一种基于经混合的含水有机溶剂来涂覆基材的组合物，其包含(i)具有环氧化物功能的有机烷氧基硅烷或该有机烷氧基硅烷水解和/或缩合产生的产物；(ii)四烷氧基硅烷或该四烷氧基硅烷水解和/或缩合产生的产物以及(iii)二羧酸或二羧酸酐。

四烷氧基硅烷/胶态SiO₂，以及其有机残基包含环氧基的有机烷氧基硅烷与二羧酸或二羧酸酐的组合使用也在美国专利US 4,355,135和US 5,322,888中被讨论。

WO 2008/087741公开了一种涂层组合物，其包含：(A)具有脂族残基R1的聚(甲基)缩水甘油醚化合物，(B)硅倍半氧烷，(C)烷氧基化合物，(D)有机烷氧基化合物，其中与Si原子键合的有机残基具有阳离子可聚合基团比如环氧基，以及(E)光聚合性催化剂。至于用作组分(A)的合适的多官能环氧化合物，WO 2008/087741描述到环状环氧化合物比如环脂族以及芳族环氧化合物不适用于制造足够硬的涂层。

发明内容

考虑到上述信息，本发明的目的在于提供一种能产生在如下性能上具有更好平衡性的涂层的组合物：较高的耐划伤性同时在热暴露下具有低的开裂趋势，较好的对基材表面的粘结性，以及较高的耐酸性和/或耐碱性。

本发明的目的通过提供一种适用于制造涂层的组合物被实现，该组合物包含：

(a)式(I)所示的硅烷衍生物和/或式(I)所示的硅烷衍生物的水解产物和/或缩合产物，

其中R¹，R²，R³和R⁴可以是相同的或不同的，它们选自于视需要可被取代的烷基、酰基、亚烷基酰基、环烷基、芳基或亚烷基芳基，

(b)式(II)所示的硅烷衍生物和/或式(II)所示的硅烷衍生物的水解产物和/或缩合产物，

R⁶R⁷_3-nSi(OR⁵)_n    (II)

其中

-R⁵是未经取代的或经取代的烷基、酰基、亚烷基酰基、环烷基、芳基或亚烷基芳基，

-R⁶是包含环氧基的有机残基，

-R⁷是未经取代的或经取代的烷基、环烷基、芳基或亚烷基芳基，

-n是2或3，