專利名稱：：具有中和高折射率的基于硅氧烷的硬涂料組合物、其制備方法以及由其制備的光學(xué)透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種具有中和高折射率的基于硅氧烷的涂料組合物、其制備方法和由該組合物制備的光學(xué)透鏡，該涂料組合物具有極好的粘合和染色特性并因此適用于如光學(xué)透鏡、工業(yè)用安全鏡或休閑用護(hù)目鏡的塑料透鏡的涂層。
背景技術(shù)：
：塑料材料具有透明、重量輕、抗爆裂及良好的可染性的優(yōu)點(diǎn)，并且也容易具備多種功能。因此，將塑料透鏡用于光學(xué)透鏡，尤其是工業(yè)用鏡片和休閑用護(hù)目鏡。但是，由于塑料柔軟的表面容易劃傷和因撞擊而破碎，使得塑料材料用于透鏡的使用受到限制。為了彌補(bǔ)上述問題，將如有機(jī)材料或硅材料的具有良好耐磨性的涂料組合物用于形成塑料透鏡表面的涂層。用于塑料透鏡的涂料組合物需要具有例如良好耐磨性、可染性、抗溶劑性、抗熱水性、粘合性、光澤度、透明度以及使用和貯存的穩(wěn)定性的許多特性。但是，事實(shí)上難以滿足上述所有的特性。韓國專利公開No.2000-0020026披露了一種包含有機(jī)硅烷和烷氧基鋯的溶膠-凝膠產(chǎn)物和多組分無機(jī)氧化物的涂料組合物。但是，盡管該涂料組合物具有良好的抗撞擊性，該涂料組合物的染色特性和光澤度差。韓國專利公開No.2002-00009786披露了一種包含有機(jī)硅烷和烷氧基鋯的溶膠-凝膠產(chǎn)物并經(jīng)含有3或4種成分的無機(jī)氧化物表面處理的基于硅氧烷的涂料組合物。在該公開文件中，提到了可以通過控制固化溫度(curingtemperature)和固化時間(curingtime)控制溶月交-凝月交產(chǎn)物的分子量來增強(qiáng)該組合物的粘合性和貯存穩(wěn)定性。但是，事實(shí)上，由該組合物所制成的涂層可染性差，并且在抗熱水性試驗(yàn)中在該涂層表面出現(xiàn)了一些裂縫。
發(fā)明內(nèi)容為克服上述問題，本發(fā)明的一個實(shí)施方案提供了一種具有中和高折射率的基于硅氧烷的涂料組合物，該組合物具有極好的粘合和染色特性并因此適用于如光學(xué)透鏡、工業(yè)用安全鏡或^^閑用護(hù)目鏡的塑料透鏡的涂層。本發(fā)明的另一個實(shí)施方案提供了一種制備具有中和高折射率的基于硅氧烷的涂料組合物的方法。本發(fā)明的又一個實(shí)施方案提供了一種包括用所述涂料組合物所制成的涂層的光學(xué)透鏡。為達(dá)到這些目的，本發(fā)明提供了一種基于硅氧烷的涂料組合物，其包含a)O.l-50重量份的由下面化學(xué)式1所示的化合物、其水解產(chǎn)物或其部分縮合產(chǎn)物；b)10~60重量^f分的由下面化學(xué)式2所示的化合物、其水解產(chǎn)物或其部分縮合產(chǎn)物；c)l.O~100重量份的折射率為1.7~3.0的無沖幾氧化物；d)l.O~5重量份的含有至少一種能形成氫鍵并進(jìn)行縮合反應(yīng)的官能團(tuán)的化合物，所述官能團(tuán)選自由氨基、羧基、羥甲基、巰基、酸酐基團(tuán)和異氰酸基組成的組中；e)lO~50重量份的含有至少一個羰基并與d~C12烷基或乙酸酯鍵和的配位化合物；以及f)10~130重量卩分的溶劑?；瘜W(xué)式1化學(xué)式2R3bSi(OR4)4—b，其中，R'和R2獨(dú)立地選自由C廣C6烷基、dC6鏈烯基、C廣C6鹵代烷基、烯丙基和C3C6芳基組成的組中；<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>R3為0,其中，115為dC4亞烷基，并且R6選自由氫、d-C4烷基和組成的組中，其中W選自由氫、dC4亞烷基和C廣C4烷基組成的組中；R4為dC6烷基；a為0~3的整凄史；以及b為0~3的整數(shù)。此外，本發(fā)明提供了一種制備基于硅氧烷的涂料組合物的方法，包括如下步驟a)在溶劑和催化劑存在的條件下，將至少一種由化學(xué)式1所示的化合物、其水解產(chǎn)物或其部分縮合產(chǎn)物與至少一種由化學(xué)式2所示的化合物、其水解產(chǎn)物或其部分縮合產(chǎn)物混合，然后在高溫下進(jìn)行溶膠-凝膠反應(yīng)，而制備有機(jī)-無機(jī)溶膠；b)將含有至少一個羰基并與C,~(312烷基或乙酸酯鍵和的配位化合物加入到上述有機(jī)-無才幾溶膠中；c)將折射率為1.7-3.0的無機(jī)氧化物加入到由步驟b)制備的混合溶液中；以及d)將含有至少一種能形成氫鍵并進(jìn)行縮合反應(yīng)的官能團(tuán)的化合物加入由步驟c)制備的混合溶液中，所述官能團(tuán)選自由氨基、羧基、巰基、羥曱基、酸酐基團(tuán)和異氰酸基組成的組中。此外，本發(fā)明提供了一種光學(xué)透鏡，其包括由所述涂料組合物制備且折射率為1.5~1.65的涂層。具體實(shí)施方式在下文中，將更詳細(xì)地解釋本發(fā)明。本發(fā)明區(qū)別技術(shù)特征為通過在高溫下有機(jī)硅烷的溶膠-凝膠反應(yīng)制備本發(fā)明的基于硅氧烷的涂料組合物，該組合物含有至少一種能形成氫鍵并進(jìn)行縮合反應(yīng)的官能團(tuán)，該官能團(tuán)選自由氨基、羧基、羥曱基、巰基、酸酐基團(tuán)和異氰酸基組成的組中，從而提高了所述涂層的粘合和染色特性并應(yīng)用于如光學(xué)透鏡、工業(yè)用安全鏡或休閑用護(hù)目鏡的塑料透鏡的涂層。有機(jī)硅烷的溶膠-凝膠反應(yīng)是非常復(fù)雜的并且沒有準(zhǔn)確地揭示該反應(yīng)的原理。但是，已知的是通過酸催化劑制備的有機(jī)-無機(jī)溶膠的特性受有機(jī)硅烷的種類、酸催化劑種類和濃度、酸度(pH值)、溫度、水的濃度、醇的種類和濃度、鹽等的影響。具體而言，制備的有機(jī)-無機(jī)溶膠的粒度和凝聚程度(degreeofaggregation)以及有機(jī)硅烷官能團(tuán)的數(shù)量對所制成的涂層的耐磨性和可染性有影響。通常，隨著制備的溶膠的粒度變小，涂層內(nèi)孔的大小下降而涂層的填充密度變大。因此，為增加可染性必須使涂層內(nèi)孔的大小大于染料分子，從而可以通過在高溫下的溶膠-凝膠反應(yīng)增大本發(fā)明溶膠的粒度。本發(fā)明的第一有機(jī)硅烷可以為由下面化學(xué)式1所示的化合物、其水解產(chǎn)物或其部分縮合產(chǎn)物，化學(xué)式1<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>其中，R'和R2獨(dú)立地選自由dQ烷基、C廣C6鏈烯基、dQs鹵代烷基、烯丙基和C3C6芳基組成的組中；以及a為0-3的整數(shù)。在由化學(xué)式1所示的所述化合物中，當(dāng)下標(biāo)"a"為1或更大時，R1為曱基最適合。隨W的烷基變長，所述涂層的柔軟度增加而所制成的涂層的性能會變差。如果需要可以將含有曱基的有機(jī)硅烷化合物與含有其它取代基的其它有機(jī)硅烷化合物一起使用。但是，含有曱基的有機(jī)硅烷的摩爾數(shù)必須大于其它有機(jī)硅烷化合物的摩爾數(shù)。此外，當(dāng)化學(xué)式l的下標(biāo)"a"為0時，R2為C,~C6烷基是適合的。更具體而言，由化學(xué)式1所示的化合物可以為選自由曱基三甲氧基硅烷、曱基三乙氧基硅烷、乙烯基三曱氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、二曱基二曱氧基硅烷、二曱基二乙氧基硅烷、乙烯基曱基二曱氧基硅烷、丁基三曱氧基硅烷、二苯基乙氧基乙烯基硅烷、曱基三異丙氧基硅烷、曱基三乙酰氧基硅烷、四苯氧基硅烷、四丙氧基硅烷和乙烯基三異丙氧基硅烷組成的組中的至少一種化合物。在所述涂料組合物中可以包含的由化學(xué)式1所示的有機(jī)硅烷化合物的量為總組合物的0.1~50重量份，并且更優(yōu)選為總組合物的1.0~15重量^f分。當(dāng)所述有機(jī)硅烷化合物的含量低于上述范圍時，該涂層的耐磨性可能會下降，而相反，當(dāng)所述有機(jī)硅烷化合物的含量高于上述范圍時，在抗熱水性測試中，該涂層表可能會出現(xiàn)一些裂縫。本發(fā)明的第二有片幾硅烷可以為由下面化學(xué)式2所示的化合物、其水解產(chǎn)物或其部分縮合產(chǎn)物，化學(xué)式2R3bSi(OR4)4-b,其中_R5-0-CH2-C^pH2R3為0，其中115為C廣C4亞烷基，并且R6選自由氫、dQ烷基和7O》組成的組中，其中尺7選自由氫、C廣C4亞烷基和d~C4烷基組成的組中；R4為C廣C6烷基；以及b為0—3的整凄t。由化學(xué)式2所示的第二有機(jī)硅烷化合物含有作為官能團(tuán)的環(huán)氧基，從而在本發(fā)明涂料組合物的硬化過程中，該有機(jī)硅烷化合物能確保用有機(jī)染料著色或染色其涂層。更具體而言，由化學(xué)式2所示的所述化合物可以為選自由3-縮水甘油醚氧基丙基三曱氧基硅烷、3-縮水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷、3-縮水甘油醚氧基丙基曱基曱氧基硅烷、3-縮水甘油醚氧基丙基甲基乙氧基硅烷和(3-(3，4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三曱氧基硅烷組成的組中的至少一種化合物。所述涂料組合物中可以包含的由化學(xué)式2所示的有機(jī)硅烷化合物的量為總組合物的10-60重量份，并且更優(yōu)選為總組合物的20~40重量份。當(dāng)所述有機(jī)硅烷化合物的含量低于上述范圍時，在抗熱水性測試中該涂層的表面可能會出現(xiàn)一些裂縫，而相反，當(dāng)所述有機(jī)硅烷的含量高于上述范圍時，該涂層的耐磨性可能會下降。因此優(yōu)選將由化學(xué)式2所示的所述有機(jī)硅烷化合物的含量控制在上述范圍內(nèi)。通過添加酸催化劑進(jìn)行有機(jī)硅烷的溶膠-凝膠反應(yīng)，并且通過決定pH值和反應(yīng)速度的催化劑可以控制如基于硅氧烷的涂料組合物的穩(wěn)定性和涂層的耐磨性的一些性能。所述S吏催化劑優(yōu)選的實(shí)例可以選自由乙酸、磷酸、硫酸、氯酸、硝酸、氯磺酸、對曱苯磺酸、三氯乙酸、多磷酸、碘酸、碘酸酐和高氯酸組成的組中。考慮到涂料組合物的終pH值、由涂料組合物成分分級的反應(yīng)速度和為了應(yīng)用于基板的粘合性，可以單獨(dú)使用所述的催化劑或?qū)⑵渑c兩種或多種所述化合物結(jié)合使用。此外，為顯現(xiàn)出中和高折射性并改善磨損性，本發(fā)明包含預(yù)期含量的無機(jī)氧化物。所述無^/L氧化物具有1.7-3.0的折射率，并更優(yōu)選可以為多組分氧化物，該多組分氧化物為選自由Ti02(折射率2.5-2.7)、Si02(折射率1.5)、Zr02(折射率2.2)、Sn02(折射率2.0)、Ce2。3(折射率2.2)、BaTi03(折射率2.4)、八1203(折射率1.73)和丫203(折射率1.92)組成的組中的兩種或多種化合物。根據(jù)其折射率可以含有充足份量的所述多組分氧化物，并且更優(yōu)選可以使用Ti02-Zr02-Sn02、Ti02-Zr02-Si02和Ti02-Sn02-Si02中的至少一種。所述無機(jī)氧化物能夠使由所述涂料組合物制成的涂層的折射率在1.5~1.65的范圍內(nèi)，從而賦予該涂層中和高的折射性。優(yōu)選所述無機(jī)氧化物在涂料組合物內(nèi)保持穩(wěn)定的分散狀態(tài)，因此，考慮涂層的透明度，優(yōu)選無機(jī)氧化物的粒度為5nm30nm。在涂料組合物中可以包含的所述無機(jī)氧化物的量為總組合物的1.0-100重量份，并且更優(yōu)選為總組合物的10~70重量份。當(dāng)所述無機(jī)氧化物的含量低于上述范圍時，難以制備具有足夠折射率的涂層，而相反，當(dāng)所述無機(jī)氧化物的含量超過上述范圍時，由于無機(jī)氧化物可能是一個開裂點(diǎn)(crackingspot)從而使涂層裂開或出現(xiàn)裂縫，涂層的硬度嚴(yán)重劣化。因此可以將所述無機(jī)氧化物的含量控制在上述范圍內(nèi)。尤其是，本發(fā)明的涂料組合物包含含有至少一種能與基板化學(xué)鍵合的官能團(tuán)的化合物，從而改善其涂層的粘合性。所述化合物的官能團(tuán)可以為能形成氫鍵并進(jìn)行縮合反應(yīng)的、具有良好反應(yīng)性的、選自由氨基(-NH2)、羧基(C(O)OH)、巰基(-SH)、羥曱基(-CH20H)、酸酐基團(tuán)(-C(K))OC(二O)-)和異氰酸基(-NOO)組成的組中的至少一種官能團(tuán)。所述含有氨基的化合物可以為選自由乙二胺、二亞乙基三胺、三亞曱基四胺、三亞乙基四胺、脂環(huán)族異戊二烯二胺、間苯二胺、4，4-二氨基二苯甲烷、4，4-二氨基二苯砜、雙氰胺、C,-C4羥基烷基胺、C,~C4烷基氨基硅烷和聚酰胺樹脂組成的組中的至少一種化合物，并且更優(yōu)選可以為選自由雙氰胺和Ci~C4烷基氨基硅烷組成的組中的至少一種化合物。所述含有羧基的化合物可以為選自由衣康酸、馬來酸、酒石酸和琥珀酸組成的組中的至少一種化合物。所述含有巰基的化合物可以為選自由二巰基琥珀酸、2，3-二巰基-1-丙酉f"和2,3-二巰基-1-丙;^》J^^(2，3-dimercapto-1-propanesulfonicacid)組成的組中的至少一種化合物。物、含有羥曱基的氨基化合物和含有羥曱基的尿素化合物組成的組中的至少一種化合物。所述含有酸酐基團(tuán)的化合物可以為選自由馬來酸酐、鄰苯二曱酸酐、鄰苯二甲酸二酐(phthalicdianhydride)和六氫鄰苯二曱酸肝組成的組中的至少一種化合物。所述含有異氰酸基的化合物可以為選自由二苯曱烷二異氰酸酯(MDI)、曱苯二異氰酸酯(TDI)、1,6-己二異氰酸酯(HDI)、雙氰胺和異戊二烯二異氰酸酯(IPDI)組成的組中的至少一種化合物。在涂料組合物中可以包含的含有至少一種能與基板化學(xué)鍵合的官能團(tuán)的化合物的量為總組合物的0.1~5重量份，并且更優(yōu)選為總組合物的0.5-3重量份。當(dāng)所述化合物的含量低于上述范圍時，難以獲得對基板足夠的粘合性，而相反，當(dāng)所述化合物的含量超過上述范圍時，其涂層的耐磨性變差。因此優(yōu)選將所述組合物的含量控制在上述范圍內(nèi)。另一方面，當(dāng)將包含有機(jī)硅烷的涂料組合物長期保存時，由于在有機(jī)-無機(jī)溶膠表面存在羥基的縮合反應(yīng)，涂料組合物可能凝聚(aggregated)并變得粘稠。因此，所述基于硅氧烷的涂料組合物包含配位化合物，該配位化合物能夠與輕基形成螯合物以增強(qiáng)涂料組合物的貯存穩(wěn)定性和可使用性。所述配位化合物可以與存在于由溶膠-凝膠反應(yīng)制備的有機(jī)-無機(jī)溶膠表面的羥基(OH)形成螯合物，并且其通過抑制溶膠羥基間的縮合反應(yīng)防止了涂料組合物的有機(jī)-無機(jī)溶膠的凝集。所述配位化合物包含至少一個羰基，且與C廣d2烷基或乙酸酯鍵合。具體而言，所述配位化合物可以為酮或二酮化合物，并且更優(yōu)選可以為選自由乙酰丙酮、丙酮、甲基乙基酮和2,4-己二酮組成的組中的至少一種卩匕合物。10-50重量份，并且更優(yōu)選為總組合物的20~30重量份。當(dāng)所述配位化合物的含量低于上述范圍時，難以獲得足夠的貯存穩(wěn)定性，而相反，當(dāng)所述配位化合物的含量超過上述范圍時，涂層可能干燥得差并且其可涂布性變差。因此可以將所述配位化合物的含量控制在上述范圍內(nèi)。本發(fā)明的基于硅氧烷的涂料組合物可以與如醇、溶纖劑等的有機(jī)溶劑混合使用。該混合溶劑的實(shí)例與用于有機(jī)硅烷的溶膠-凝膠反應(yīng)的溶劑的實(shí)例相同，并且優(yōu)選該混合溶劑可以包含選自由曱醇、乙醇、異丙醇、正丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁基、曱基溶纖劑、乙基溶纖劑、丁基溶纖劑、乙酸乙酯、乙酸曱酯、二曱苯和曱苯組成的組中的至少一種溶劑。所述溶劑可以以總組合物的10~130重量份的量混合使用，并且更優(yōu)選為總組合物的30~100重量份。此外，基于硅氧烷的涂料組合物可以包含a)在溶劑和催化劑存在的條件下，通過由化學(xué)式1所示的至少一種化合物、其水解產(chǎn)物或部分縮合產(chǎn)物與由化學(xué)式2所示的至少一種化合物、其水解產(chǎn)物或部分縮合產(chǎn)物的溶膠-凝膠反應(yīng)制備的有機(jī)-無機(jī)溶膠，c)無機(jī)氧化物，d)含有至少一種能形成氫鍵并進(jìn)行縮合反應(yīng)的官能團(tuán)的化合物，和e)配位化合物。此外，在不降低涂料組合物用于增強(qiáng)與基板的粘合性、可使用性、抗反射性等的特性的范圍內(nèi)，本發(fā)明的基于硅氧烷的涂料組合物可以另外包含多種添加劑。所述添加劑的優(yōu)選實(shí)例為基于聚烯烴的環(huán)氧樹脂、環(huán)己烷氧化物、多縮水甘油酯、雙酚A型環(huán)氧樹脂、環(huán)氧丙烯酸酯樹脂或UV吸收劑，所述UV吸收劑如基于二苯(曱)酮的化合物、基于苯并三唑的化合物和基于酚的化合物。此外，在涂料組合物中可以包含多種表面活性劑以改善可涂布性，并且所述表面活性劑可以為二曱基硅氧烷和聚醚的嵌段共聚物或接枝共聚物，或者為氟化表面活性劑。下文中，將公開制備本發(fā)明的基于硅氧烷的涂料組合物的方法。制備本發(fā)明的基于硅氧烷的涂料組合物的方法包括的步驟為a)在溶劑和催化劑存在的條件下，通過將由化學(xué)式1所示的至少一種化合物、其水解產(chǎn)物或部分縮合產(chǎn)物與由化學(xué)式2所示的至少一種化合物、其水解產(chǎn)物或部分縮合產(chǎn)物混合、然后在高溫下進(jìn)行溶膠-凝膠反應(yīng)制備有機(jī)-無機(jī)溶膠；b)向該有機(jī)-無機(jī)溶膠中添加含有至少一個羰基并與C,~C12烷基或乙酸酯鍵合的配位化合物；c)向由步驟b)制備的混合溶液中添加反射率為1.7~3.0的無機(jī)氧化物；以及d)向由步驟c)制備的混合溶液中添加含有至少一種能形成氫鍵并進(jìn)行縮合反應(yīng)的選自由氨基、羧基、巰基、羥曱基、酸酐基團(tuán)和異氰酸基組成的組中的.官能團(tuán)的化合物。更優(yōu)選地，將由化學(xué)式1和化學(xué)式2所示的化合物混合然后進(jìn)行步驟a)中的溶膠-凝膠反應(yīng)。此時，優(yōu)選醇和溶纖劑中的至少一種溶劑，并且更優(yōu)選可以將選自由曱醇、乙醇、異丙醇、正丙醇、正丁醇、仲丁醇、7權(quán)丁醇、曱基溶纖劑、乙基溶纖劑、丁基溶纖劑、乙酸乙酯、乙酸曱酯、二曱苯和甲苯組成的組中的至少一種溶劑用于步驟a)。尤其是，可以在70~90°C的溫度下進(jìn)行步驟a)的溶膠-凝膠反應(yīng)以增加制成的溶膠的粒度。由于由化學(xué)式1和2所示的化合物形成了3-維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增大的溶膠粒子具有穩(wěn)定的分子結(jié)構(gòu)，并且由于粒子含有一些適于容納染料的孔，其涂層的可染性增加了。在與溶膠-凝膠反應(yīng)相同或相近的溫度下，不降低反應(yīng)溫度，將配位化合物添加到步驟b)中的無機(jī)-有機(jī)溶膠中。在步驟c)中，將步驟b)的溶膠-凝膠產(chǎn)物的溫度調(diào)整至20~40°C的溫度。此時，考慮到其分散性和相容性，可以于其中加入分散在與步驟a)的相同溶劑中的無才幾氧化物。在步驟d)中，將含有至少一種能改善粘合性的官能團(tuán)的化合物加入步驟c)的產(chǎn)物中，并在20~40°C的溫度下進(jìn)行反應(yīng)。如上所述，由本發(fā)明的涂料組合物所制成的涂層的折射率為1.5~1.65,從而可以將該涂層作為中和高折射涂層用于多種光學(xué)透鏡，尤其用于如工業(yè)用安全鏡或休閑用護(hù)目鏡的塑料透鏡以提高所述塑料透鏡的品質(zhì)。尤其是，本發(fā)明的涂層具有良好的耐磨性，且在染色后表現(xiàn)30~70%的良好透明度，以及通過抗熱水性測試測定的良好的粘合性。此外，所述涂層具有高抗溶劑性和可染性，并且硬化后不出現(xiàn)褪色。根據(jù)普通的涂布法，可以通過將所述涂料組合物涂布在光學(xué)透鏡的表面，并干燥和硬化該涂布的組合物而制備涂層，具體而言，所述光學(xué)透鏡為如工業(yè)用安全鏡或休閑用護(hù)目鏡的塑料透鏡。涂布后的硬化條件根據(jù)涂料組合物的混合比率或成分而有所不同。然而，優(yōu)選在低于基板的軟化點(diǎn)的60-150。C的溫度下硬化涂層20分鐘至10小時對本發(fā)明的涂布方法沒有具體地限制，常規(guī)的濕涂法可適用于本發(fā)明，但是優(yōu)選將選自輥涂法、噴涂法、浸涂法或旋涂法中的任何一種方法用于本發(fā)明。由所述涂料組合物所制成的涂層可用分散性染料加以染色。在染色過程中，如染料濃度、溫度和時間的條件可以自由限定，但是，優(yōu)選，在80-100。C的溫度下，將涂層浸入到0.1~1重量％的染料水溶液中5~10分鐘進(jìn)行染色過程。下文中，通過實(shí)施例更詳細(xì)地描述本發(fā)明。但是，下述實(shí)施例僅用以理解本發(fā)明，而本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例也不受它們的限制。實(shí)施例1(涂料組合物的制備)將100g四乙氧基硅烷、250g3-縮水甘油醚氧基丙基三曱氧基硅烷和lOOg曱醇加入保持在室溫的夾套式反應(yīng)器中并攪拌5分鐘。接著，將pH值為2.5的80g乙酸水溶液加入夾套反應(yīng)器中，并在75。C下攪拌進(jìn)行溶膠-凝膠反應(yīng)3小時。將145g乙酰丙酮加入由溶膠-凝膠反應(yīng)制備的溶膠溶液中然后攪拌該溶液。將夾套反應(yīng)器的溫度降至25。C后，將350gTiO2-Sn02-Zr02分散溶液(NissanChemicalCo.制造，HIT-30M,直徑520nm,球形，結(jié)晶態(tài)，折射率2.3，固體含量為30wt。/。，分散在曱醇中)加入到上述溶膠-凝膠反應(yīng)制備的溶液中。接著，將40g衣康酸加入到該溶液中并在攪拌下進(jìn)行反應(yīng)1小時以制備基于硅氧烷的涂料組合物。(涂層的制備)將用作鏡片的高折射透鏡(ChemiglassCo.制造，MR-8，折射率1.59)蝕刻后，通過浸涂法將所述涂料組合物涂布于該透鏡上，并在110。C硬化2小時而制得涂層。實(shí)施例2除了用20g雙氰胺和20g衣康酸代替40g衣康酸外，基本上根據(jù)與實(shí)施例1相同的方法制備基于硅氧烷的涂料組合物和涂層。實(shí)施例3除了用40g雙氰胺代替40g衣康酸外，基本上根據(jù)與實(shí)施例]相同的方法制備基于硅氧烷的涂料組合物和涂層。比專交實(shí)施例1(涂料組合物的制備)將100g四乙氧基硅烷、250g3-縮水甘油醚氧基丙基三曱氧基硅烷和100g曱醇加入保持在室溫的夾套式反應(yīng)器中并攪拌5分鐘。接著，將pH值為2.5的80g乙酸水溶液加入夾套反應(yīng)器中，并在25t:下攪拌進(jìn)行溶膠-凝膠反應(yīng)3小時。將145g乙酰丙酮加入由溶膠-凝膠反應(yīng)制備的溶膠溶液中然后4覺纟半該;容液。接著，將350gTi02-Sn02-Zr02分散溶液(NissanChemicalCo.制造，HIT-30M，直徑520nm，球形，結(jié)晶態(tài)，折射率2.3,固體含量為30wt%，分散在曱醇中)加入到所述溶膠-凝膠反應(yīng)制備的溶液中并在25°C下攪拌以制備基于硅氧烷的涂料組合物。(涂層的制備)基本上根據(jù)與實(shí)施例1相同的方法制備涂層。比4交實(shí)施例2除在75。C下進(jìn)行溶膠-凝膠反應(yīng)外，基本上根據(jù)與比較實(shí)施例1相同的方法制備基于硅氧烷的涂料組合物和涂層。試驗(yàn)實(shí)施例1:測試基于硅氧烷的涂料組合物的性能測試由實(shí)施例和比較實(shí)施例制備的基于硅氧烷的涂料組合物的貯存穩(wěn)定性,結(jié)果列于下表l中。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>參考上表1，所有由實(shí)施例和比較實(shí)施例制備的涂料組合物均具有良好的貯存穩(wěn)定性。試驗(yàn)實(shí)施例2:測試涂層的性能根據(jù)下表2測試由實(shí)施例和比較實(shí)施例所制成的涂層的性能，并將結(jié)果列在下表3中。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>表3<table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table>參考以上表3，由實(shí)施例13制備的、其中使用通過在高溫下的溶膠-凝膠反應(yīng)制備的涂料組合物的涂層表現(xiàn)出8H的硬度，并且在外觀、耐磨性、抗溶劑性和抗熱水性的測試中也良好。尤其是，通過使用能形成氫鍵并進(jìn)行縮合反應(yīng)的化合物改善了與基板的粘合性。此外，就可染性而言，上述數(shù)字是指光的透射比，因此當(dāng)投射比的數(shù)字增加時可染性差。因此，由實(shí)施例1~3所制成的涂層表現(xiàn)出40~45%的良好的可染性。在比較實(shí)施例1中，涂層在所有耐磨性、抗溶劑性、褪色和硬度中表現(xiàn)出良好的結(jié)果。但是，該涂層與基板的粘合性差，并且就抗熱水性測試的結(jié)果而言其不適合用作涂層。此外，該涂層表現(xiàn)出68%的差的可染性，其不適于用作光學(xué)透鏡的涂層。造成這些結(jié)果的原因是由于在低溫下通過溶膠-凝膠反應(yīng)制備的粒度小因此涂層內(nèi)孔的尺寸也小，染料不能在涂層內(nèi)穩(wěn)定地分散。在比較實(shí)施例2中，由于該涂層表現(xiàn)出良好的可染性并且不出現(xiàn)硬化后的褪色，因此可將其用作高折射涂層。但是，涂層的硬度為非常低的6H,并且在耐磨測試中在該涂層的表面出現(xiàn)許多劃痕。此外，就其與基板的低粘合性和低抗熱水性而言其不適合用作光學(xué)透鏡的涂層。實(shí)施例和比較實(shí)施例的粘合性的差別是由存在和不存在含有至少一種能形成氫鍵并進(jìn)行縮合反應(yīng)的官能團(tuán)的化合物造成的。如上所述，本發(fā)明的具有中和高折射率的基于硅氧烷的涂料組合物具有極佳的貯存穩(wěn)定性，并且所制成的涂層具有良好的耐磨性和抗溶劑性，且硬化后未出現(xiàn)褪色。具體而言，由于良好的可染性和與基板的粘合性，本發(fā)明的涂層適用于如鏡片、工業(yè)用鏡片或休閑用護(hù)目鏡的塑料透鏡。雖然本發(fā)明參照優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行詳述，然而本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解在不脫離所附權(quán)利要求中示出的本發(fā)明的實(shí)質(zhì)及范圍的情況下可以對其進(jìn)行多種修改或取代。權(quán)利要求1、一種基于硅氧烷的涂料組合物，其包含a)0.1～50重量份的由下面化學(xué)式1所示的化合物、其水解產(chǎn)物或其部分縮合產(chǎn)物；b)10～60重量份的由下面化學(xué)式2所示的化合物、其水解產(chǎn)物或其部分縮合產(chǎn)物；c)1.0～100重量份的折射率為1.7～3.0的無機(jī)氧化物；d)1.0～5重量份的含有至少一種能形成氫鍵并進(jìn)行縮合反應(yīng)的官能團(tuán)的化合物，所述官能團(tuán)選自由氨基、羧基、巰基、羥甲基、酸酐基團(tuán)和異氰酸基組成的組中；e)10～50重量份的含有至少一個羰基并與C1～C12烷基或乙酸酯鍵合的配位化合物；以及f)10～130重量份的溶劑，化學(xué)式1R1a(SiOR2)4-a，化學(xué)式2R3bSi(OR4)4-b，其中，R1和R2獨(dú)立地選自由C1～C6烷基、C1～C6鏈烯基、C1～C6鹵代烷基、烯丙基和C3～C6芳基組成的組中；R3為id="icf0001"file="S2006800413192C00021.gif"wi="42"he="17"top="25"left="53"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="no"/>其中R5為C1～C4亞烷基，且R6選自由氫、C1～C4烷基和id="icf0002"file="S2006800413192C00022.gif"wi="27"he="11"top="47"left="78"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="no"/>組成的組中，其中R7選自由氫、C1～C4亞烷基和C1～C4烷基組成的組中；R4為C1～C6烷基；a為0～3的整數(shù)；以及b為0～3的整數(shù)。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于硅氧烷的涂料組合物，其中，所述由化學(xué)式1所示的化合物為選自由曱基三曱氧基硅烷、曱基三乙氧基硅烷、乙烯基三曱氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、二曱基二曱氧基硅烷、二曱基二乙氧基硅烷、乙烯基曱基二曱氧基硅烷、丁基三甲氧基硅烷、二苯基乙氧基乙烯基硅烷、甲基三異丙氧基硅烷、曱基三乙酰氧基硅烷、四笨氧基硅烷、四丙氧基硅烷和乙烯基三異丙氧基硅烷組成的組中的至少一種化合物。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于硅氧烷的涂料組合物，其中，所述由化學(xué)式2所示的化合物為選自由3-縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、3-縮水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷、3-縮水甘油醚氧基丙基曱基曱氧基硅烷、3-縮水甘油醚氧基丙基曱基乙氧基硅烷和P一(3，4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三曱氧基硅烷組成的組中的至少一種化合物。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于硅氧烷的涂料組合物，其中，所述無才幾氧化物是包含選自由Ti02、Si02、Zr02、Sn02、Ce203、BaTi03、A1203和Y203組成的組中的兩種或多種化合物的多組分氧化物。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于硅氧烷的涂料組合物，其中，所述無機(jī)氧化物是選自由Ti02-Zr02-Sn02、Ti02-Zr02-Si02和Ti02-Sn02-Si02組成的組中的一種或多種多組分氧化物。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于硅氧烷的涂料組合物，其中，所述無機(jī)氧化物的粒度為5nm30nm。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于硅氧烷的涂料組合物，其中，所述含有氨基的化合物為選自由乙二胺、二亞乙基三胺、三亞曱基四胺、三亞乙基四胺、脂環(huán)族異戊二烯二胺、間笨二胺、4，4-二氨基二苯曱烷、4,4-二氨基二苯砜、雙氰胺、C廣Q羥基烷基胺、d~C4烷基氨基硅烷和聚酰胺樹脂組成的組中的至少一種化合物；所述含有羧基的化合物為選自由衣康酸、馬來酸、酒石酸和琥珀酸組成的組中的至少一種化合物；所述含有巰基的化合物為選自由二巰基琥珀酸、2,3-二巰基-1-丙醇和2,3-二巰基-1-丙烷磺酸組成的組中的至少一種化合物；所述含有羥曱基的化合物為選自由含有羥曱基的苯酚化合物、含有羥曱基的氨基化合物和含有羥曱基的尿素化合物組成的組中至少一種化合物；所述含有酸酐基團(tuán)的化合物為選自由馬來酸酐、鄰苯二曱酸酐、鄰苯二曱酸二酐和六氫鄰苯二曱酸酐組成的組中的至少一種化合物；以及所述含有異氰酸基的化合物為選自由二苯曱烷二異氰酸S旨(MDI)、曱苯二異氰酸酯(TDI)、1，6-己二異氰酸酯(HDI)、雙氰胺和異戊二烯二異氰酸酯(IPDI)組成的組中的至少一種化合物。8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于硅氧烷的涂料組合物，其中，所述d)化合物為選自由乙二胺、雙氰胺、烷基氨基硅烷、衣康酸、二巰基琥珀酸、氨基曱醛、鄰苯二曱酸二酐和1，6-己二異氰酸酯組成的組中的至少一種化合物。9、根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于硅氧烷的涂料組合物，其中，所述配位化合物為選自由乙酰丙酮、丙酮、曱基乙基酮和2，4-己二酮組成的組中的至少一種化合物。10、根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于硅氧烷的涂料組合物，其中，所述溶劑為選自由曱醇、乙醇、異丙醇、正丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇、曱基溶纖劑、乙基溶纖劑、丁基溶纖劑、乙酸乙酯、乙酸曱酯、二甲苯和甲笨組成的組中的至少一種溶劑。11、根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于硅氧烷的涂料組合物，其包含有機(jī)-無機(jī)溶膠，該溶膠是在溶劑和催化劑存在的條件下通過至少一種由化學(xué)式1所示的化合物、其水解產(chǎn)物或其部分縮合產(chǎn)物與至少一種由化學(xué)式2所示的化合物、其水解產(chǎn)物或其部分縮合產(chǎn)物進(jìn)行溶膠-凝膠反應(yīng)而制備的；所述c)無機(jī)氧化物；所述d)含有至少一種能形成氫鍵并進(jìn)行縮合反應(yīng)的官能團(tuán)的化合物；所述e)配位化合物。12、一種制備基于硅氧烷的涂料組合物的方法，包括下述步驟a)在溶劑和催化劑存在的條件下，將至少一種由化學(xué)式1所示的化合物、其水解產(chǎn)物或其部分縮合產(chǎn)物與至少一種由化學(xué)式2所示的化合物、其水解產(chǎn)物或其部分縮合產(chǎn)物混合，然后在高溫下進(jìn)行溶膠-凝膠反應(yīng)，而制備有機(jī)-無機(jī)溶膠；b)將含有至少一個羰基并與C廣d2烷基或乙酸酯4定和的配位化合物加入到上述有機(jī)-無機(jī)溶膠中；c)將折射率為1.7-3.0的無機(jī)氧化物加入到由步驟b)制備的混合溶液中；以及d)將含有至少一種能形成氫鍵并進(jìn)行縮合反應(yīng)的官能團(tuán)的化合物加入到由步驟c)制備的混合溶液中，所述官能團(tuán)選自由氨基、羧基、巰基、羥曱基、酸肝基團(tuán)和異氰酸基組成的組中，化學(xué)式1<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>化學(xué)式2R3bSi(OR4)4—b,其中，R'和R2獨(dú)立地選自由C廣Q烷基、C廣C6鏈烯基、CC6鹵代烷基、烯丙基和C3Q芳基組成的組中；，R3為0，其中115為QC4亞烷基，且R6選自由氫、C,C4烷基和組成的組中，其中R"選自由氫、C,~C4亞烷基和d~C4烷基組成的組中；R4為dC6烷基；a為0~3的整lt;以及b為0~3的整數(shù)。13、根據(jù)權(quán)利要求12所述的制備基于硅氧烷的涂料組合物的方法，其中，在7095。C的溫度下進(jìn)行步驟a)和b)。14、根據(jù)權(quán)利要求12所述的制備基于硅氧烷的涂料組合物的方法，其中，在2040。C的溫度下進(jìn)行步驟c)和d)。15、根據(jù)權(quán)利要求12所述的制備基于硅氧烷的涂料組合物的方法，其中，所述催化劑為選自由乙酸、磷酸、7琉酸、氯酸、硝酸、氯磺酸、對曱苯磺酸、三氯乙酸、多磷酸、碘酸、捵酸肝和高氯酸組成的組中的至少一種酸。16、根據(jù)權(quán)利要求12所述的制備基于硅氧烷的涂料組合物的方法，其中，步驟c)的無機(jī)氧化物為含有選自由Ti02、Si02、Zr02、Sn02、Ce203、BaTi03、A1203和Y203組成的組中的兩種或多種化合物的多組分氧化物。17、根據(jù)權(quán)利要求16所述的制備基于硅氧烷的涂料組合物的方法，其中，所述無機(jī)氧化物為選自由Ti02-Zr02-Sn02、Ti02-Zr02-Si02和Ti02-Sn02-Si02組成的組中的一種或多種多組分氧化物。18、根據(jù)權(quán)利要求12所述的制備基于硅氧烷的涂料組合物的方法，其中，加入步驟d)中的化合物為選自由乙二胺、雙氰胺、烷基氨基硅烷、衣康酸、二巰基琥珀酸、氨基曱醛、鄰苯二曱酸二酐和1,6-己二異氰酸酯組成的組中的至少一種化合物。19、一種光學(xué)透鏡，其包括由權(quán)利要求1所述的涂料組合物制備的且折射率為1.5~1.65的涂層。20、根據(jù)權(quán)利要求19所述的光學(xué)透鏡，其中，所述光學(xué)透鏡為工業(yè)用安全鏡或休閑用護(hù)目鏡。全文摘要本發(fā)明涉及一種改善了粘合性和可染性的基于硅氧烷的涂料組合物，更具體而言，涉及一種通過向在高溫下的有機(jī)硅烷溶膠-凝膠反應(yīng)制備的有機(jī)-無機(jī)溶膠中添加含有選自由氨基、羧基、巰基、羥甲基、酸酐基團(tuán)和異氰酸基組成的組中的至少一種官能團(tuán)的化合物而制備的基于硅氧烷的涂料組合物，其制備方法以及由該涂料組合物制備的光學(xué)透鏡。通過在高溫下進(jìn)行溶膠-凝膠反應(yīng)而改善涂料組合物的可染性，并通過添加能形成氫鍵并進(jìn)行縮合反應(yīng)的化合物而改善與基板的粘合性。因此，由于其良好的可染性和與基板的粘合性，本發(fā)明所述的涂層適合用作如鏡片、工業(yè)用鏡片或休閑用護(hù)目鏡的塑料透鏡的涂層。文檔編號G02B1/10GK101300318SQ200680041319公開日2008年11月5日申請日期2006年11月24日優(yōu)先權(quán)日2005年12月1日發(fā)明者任相赫,李承憲,洪瑛晙,金鐘標(biāo),陳道鉉申請人:Lg化學(xué)株式會社