[发明专利]制备抗反射涂料组合物的方法和由其制备的多孔涂层

说明书

本发明涉及制备抗反射涂料组合物的方法和由其制备的多孔涂层，其中所述方法包括如下步骤：1)通过将非极性有机化合物A、作为乳液稳定剂的阳离子加成共聚物C、pH 2‑6的水性介质以0.1至2的质量比C/A混合来制备水包油型乳液，以得到1‑50质量％(基于乳液)的平均颗粒尺寸为30‑300nm乳化液滴；并且2)通过向步骤1)中所获得的乳液添加至少一种无机氧化物前体来向乳化液滴提供无机氧化物壳层，以得到核/壳质量比为0.2至25的有机‑无机核‑壳纳米颗粒。本发明还涉及采用所述方法获得的涂料组合物，使用所述组合物将多孔抗反射涂料涂覆于基材上的方法，以及所得到的涂覆基材。

本申请是申请日为2014年11月24日的中国专利申请201480063810.X(PCT/EP2014/075402)的分案申请。

技术领域

本发明涉及制备抗反射(AR)涂料组合物的方法，其包括如下步骤：制备有机-无机核-壳纳米颗粒的水性分散体，并任选地添加无机或有机聚合化合物或可聚合化合物作为粘合剂。

本发明还涉及采用所述方法获得的涂料组合物，使用所述组合物在基材上涂覆多孔抗反射涂层(ARC)的方法，以及所得到的涂布基材。

背景技术

ARC的一个典型的例子是一薄层多孔无机氧化物，例如具有小于0.2μm厚度的层，其基本上由无机氧化物(例如二氧化硅)组成并具有一定的孔隙率。这种涂层可以被涂覆于透明基材以减少从其表面(即从空气-基材界面)反射的光的量，从而增加透过基材的光的量。这种涂层可以单层或以多层涂层(或涂层叠层)的一部分形式被应用。典型的基于薄多孔二氧化硅层的单层ARC已被描述于例如EP0597490、US4830879、US5858462、EP1181256、W02007/093339、WO2008/028640、EP1674891、WO2009/030703、WO2009/140482、US2009/0220774和WO2008/143429中。

为了有效降低被反射的光的量，透明基材上的单层ARC通常应具有介于物质的折射率和空气的折射率之间的折射率。例如，在折射率为1.5的玻璃的情况下，AR层通常应具有约1.2-1.3的折射率，并且理想地为约1.22。如果层厚度约为光波长的1/4，则具有足够高孔隙率的多孔二氧化硅(或其他无机氧化物层可以提供如此低的折射率并起AR涂层的作用；这意味着，在300-800nm的相关波长范围内，厚度优选地在70-200nm范围内。

在ARC中最佳的孔隙率和孔尺寸不仅取决于涂布层厚度，而且取决于其他所期望性能特征。例如，孔尺寸不应当太大以致于无法使光散射最小并使透明度最佳。另一方面，如果层包含非常小的孔，这可能导致(在环境使用条件下)经由毛细凝聚而不可逆地摄入水分；从而影响折射率并使涂布层更易于沾污。对于所谓的介孔二氧化硅、尤其具有1-20nm范围内的孔的二氧化硅，已经报道了这种毛细凝聚效应。需要孔隙率来降低折射率，但过高的孔隙率水平可损害涂层的机械强度，例如降低(铅笔)硬度和耐磨性。

本文中“无机氧化物前体”指的是包含金属且能被转化成金属氧化物的化合物，例如通过水解反应和缩合反应。

多孔的AR涂层可以由包含无机或有机粘合剂材料和成孔剂的溶剂型涂料组合物制成。在无机粘合剂情况下，例如基于无机氧化物前体，通常使用溶胶-凝胶方法来制备(多孔)无机氧化物层，其中溶液或胶体(或溶胶)形式的前体化合物被形成离散颗粒或网络聚合物的整合网络(或凝胶)。在这种方法中，溶胶逐渐发展成包含液相和固相的凝胶状双相体系。通常通过收缩和致密化来完成剩余液体的去除(干燥)，并且剩余液体的去除影响最终的微观结构和孔隙率。随后，经常施加高温下热处理来进一步增强缩合反应(固化)并确保机械稳定性和结构稳定性。所使用的典型的无机氧化物前体是金属醇盐和金属盐，其能够进行各种形式的水解反应和缩合反应。在本说明书的上下文中，金属被理解为包括硅。