專利名稱：：具有優(yōu)異的染色性、耐磨性、光澤度和透明度的基于硅氧烷的涂料組合物，其制備方法及...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種具有優(yōu)異的染色性、耐磨性、光澤度和透明度的基于硅氧烷的涂料組合物，其制備方法以及用該涂料組合物涂覆的光學(xué)透鏡，更具體而言，本發(fā)明涉及一種能夠在基板表面形成M-指數(shù)、H-指數(shù)或超H-指數(shù)涂膜的基于硅氧烷的涂料組合物、其制備方法以及用該涂料組合物涂覆的光學(xué)透鏡，該組合物能被用作如光學(xué)透鏡、工業(yè)安全透鏡和休閑用護(hù)目鏡的需要高透明度的塑料透鏡表面上具有優(yōu)異的染色性、耐磨性、光澤度和透明度的涂膜。
背景技術(shù)：
：塑料制品因其容易加工且重量輕而取代了傳統(tǒng)的玻璃制品。然而，塑料制品因其柔軟的表面而使其應(yīng)用受到限制。為使這樣的塑料制品的表面具有耐劃痕性，于其上涂覆了有機(jī)材料或硅涂層。這種耐磨透明塑料用于如光學(xué)透鏡、工業(yè)安全透鏡和休閑護(hù)目鏡的多個領(lǐng)域。此外，在更多數(shù)情況下是將塑料膜粘附在傳統(tǒng)的玻璃制品上用于防止散射，并且通常涂覆耐磨涂層材料以改善這種塑料膜表面的硬度。通常，優(yōu)選的是，塑料涂料組合物具有為耐磨性、染色性、耐溶劑性、耐蒸煮性、粘附性、光澤度、透明度及使用和儲藏穩(wěn)定性的所有性能，但是大多數(shù)塑料涂料組合物由于缺乏上述性能中的至少一種而使其使用受到限制。韓國特許專利公開No.1998-2185公開了一種具有優(yōu)異的儲藏穩(wěn)定性、耐磨性和著色性的基于硅氧烷的涂料組合物。然而，該基于硅氧烷的涂料組合物由于具有差的透明度而不適用于如光學(xué)透鏡的精細(xì)部件。韓國特許專利公開No.2000-20026公開了一種具有優(yōu)異的抗沖擊性的高折射耐磨涂料組合物。然而，當(dāng)將該涂料組合物用作休閑護(hù)目鏡時，因其具有差的染色性和光澤度，該涂料組合物顯示出劣化的質(zhì)韓國特許專利公開No.2002-9786提及一種具有改善的粘附性、光澤度以及儲藏和使用穩(wěn)定性的基于硅氧烷的涂料組合物。除了上述優(yōu)點(diǎn)外，因其在耐熱水性試驗(yàn)中在膜內(nèi)產(chǎn)生裂紋，該涂料組合物不適于用作塑料透鏡的涂膜。
發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題本發(fā)明意預(yù)解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，因此，本發(fā)明的目的為提供一種具有優(yōu)異的染色性、耐磨性、光澤度和透明度的基于硅氧烷的涂料組合物。本發(fā)明的另一個目的為提供一種用于制備基于硅氧烷的涂料組合物的方法。本發(fā)明的又一個目的為提供一種涂覆有基于硅氧烷的涂料組合物的光學(xué)透鏡。技術(shù)方案為了實(shí)現(xiàn)上述目的，提供了一種具有優(yōu)異的染色性、耐磨性、光澤度和透明度的基于硅氧烷的涂料組合物，該組合物包含(a)0.150重量份的由下面的化學(xué)式1表示的化合物、其水解產(chǎn)物或其部分縮合物；(b)1060重量份的由下面的化學(xué)式2表示的化合物、其水解產(chǎn)物或其部分縮合物；(c)1080重量份的折光指數(shù)為1.73.0的無機(jī)氧化物；(d)3090重量份的溶劑；以及(e)0.015重量份的染色改善物質(zhì)(dyeingimprovingmaterial),[化學(xué)式1]其中，在化學(xué)式1中，Ri和W獨(dú)立地選自由dQ烷基、C2C6鏈烯基、dC6鹵化烷基、C2C6芳基和C3C6芳香烴基組成的組中，并且a為03的整數(shù)，[化學(xué)式2]R3bSi(OR4)4-b其中，在化學(xué)式2中，W為R5為dC4亞垸基(alkylene)，116選自由氫、dQ垸基和P"選自由氫和CiQ亞垸基組成的組中，W為dC6烷基，并且b為03的整數(shù)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，還提供了具有優(yōu)異的染色性、耐磨性、光澤度和透明度的基于硅氧垸的涂料組合物的制備方法，該方法包括(Sl)在溶劑和催化劑存在下，混合i)由化學(xué)式1表示的化合物、其水解產(chǎn)物、其部分縮合物或其混合物和ii)由化學(xué)式2表示的化合物、其水解產(chǎn)物、其部分縮合物或其混合物，然后進(jìn)行溶膠-凝膠反應(yīng)以制備有機(jī)-無機(jī)溶膠;(S2)向該有機(jī)-無機(jī)溶膠中加入折光指數(shù)為1.73.0的無機(jī)氧化物;以及(S3)向加有無機(jī)氧化物的有機(jī)-無機(jī)溶膠中加入染色改善物質(zhì)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，還提供了一種光學(xué)透鏡，該透鏡涂覆了由具有優(yōu)異的染色性、耐磨性、光澤度和透明度的基于硅氧垸的涂料組合物構(gòu)成的涂層。具體實(shí)施例方式在下文中，將詳細(xì)描述本發(fā)明的具體實(shí)施方式。一種具有優(yōu)異的染色性、耐磨性、光澤度和透明度的基于硅氧垸的涂料組合物包含(a)0.150重量份的由下面的化學(xué)式1表示的化合物、其水解產(chǎn)物或其部分縮合物；(b)1060重量份的由下面的化學(xué)式2表示的化合物、其水解產(chǎn)物或其部分縮合物；(c)1080重量份的折光指數(shù)為1.73.0的無機(jī)氧化物；(d)3090重量份的溶劑；以及(e)0.015重量份的染色改善物質(zhì)。[化學(xué)式1]R、Si(OR2)4-a其中，在化學(xué)式1中，W和W獨(dú)立地選自由CiQ烷基、C2Q鏈烯基、dC6鹵化垸基、C2Q芳基和C3C6芳香烴基組成的組中，并且a為03的整數(shù)。R3bSi(OR4)4-b其中，在化學(xué)式2中，W為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>R5為dC4亞烷基，R6選自由氫、QQ烷基和R"選自由氫和C廣C4亞烷基組成的組中，！^為dC6垸基，并且b為03的整數(shù)。在根據(jù)本發(fā)明的基于硅氧垸的涂料組合物中，化學(xué)式1的有機(jī)硅烷化合物為單體母體，因此由化學(xué)式1表示的化合物、其水解產(chǎn)物或其部分縮合物可作為無機(jī)網(wǎng)絡(luò)的重復(fù)單元存在，該無機(jī)網(wǎng)絡(luò)是通過溶膠-凝膠反應(yīng)(包括縮合脫水反應(yīng))用化學(xué)式1和2的有機(jī)硅垸化合物形成的。此外，在根據(jù)本發(fā)明的基于硅氧垸的涂料組合物中，化學(xué)式2的有機(jī)硅垸化合物為單體母體，因此由化學(xué)式2表示的化合物、其水解產(chǎn)物或其部分縮合物可作為無機(jī)網(wǎng)絡(luò)的重復(fù)單元存在，該無機(jī)網(wǎng)絡(luò)是通過溶膠-凝膠反應(yīng)(包括縮合、脫水反應(yīng))用化學(xué)式1和2的有機(jī)硅烷化合物以及鋁復(fù)合物形成的。在化學(xué)式1的有機(jī)硅烷化合物中，當(dāng)a為1以上時，Ri優(yōu)選為甲基。當(dāng)Ri的烷基越長，制備出的涂膜越柔軟，從而使作為涂膜的性能劣化。有時，也可以使用含有甲基或任何其他取代基的化合物，但含有甲基的硅垸化合物至少應(yīng)該比其他硅垸化合物更長或比其他硅垸化合物具有更大的摩爾數(shù)。此外，當(dāng)a為0時，W優(yōu)選為dC6烷基。更詳細(xì)地，化學(xué)式1的有機(jī)硅垸化合物可為甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、丁基三甲氧基硅烷、二苯基乙氧基乙烯基硅垸、甲基三異丙氧基硅垸、甲基三乙酰氧基硅垸、四苯氧基硅垸、四丙氧基硅烷、乙烯基三異丙氧基硅垸或其混合物?；谌康慕M合物，化學(xué)式1的有機(jī)硅烷化合物的含量為0.150重量份，更優(yōu)選1.030重量份。如果化學(xué)式1的有機(jī)硅烷化合物的含量低于上述范圍，涂膜的耐磨性可能會劣化。如果化學(xué)式1的有機(jī)硅烷化合物的含量高于上述范圍，在耐熱水性試驗(yàn)中在涂膜中可能會出現(xiàn)裂紋?；瘜W(xué)式2的有機(jī)硅垸化合物包含環(huán)氧官能團(tuán)作為官能團(tuán)，并且起到了在基板上固化本發(fā)明的涂料組合物的過程中改善與基板的粘附性的作用，并起到了在耐熱水性試驗(yàn)中防止涂膜裂紋的作用。更具體地，化學(xué)式2的有機(jī)硅烷化合物可為3-環(huán)氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、3-環(huán)氧丙氧丙基三乙氧基硅烷、3-環(huán)氧丙氧丙基甲基甲氧基硅垸、3-環(huán)氧丙氧丙基甲基乙氧基硅烷、P-(3,4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅垸或其混合物?；谌康慕M合物，化學(xué)式2的有機(jī)硅烷化合物的含量為1060重量份，優(yōu)選2040重量份。如果化學(xué)式2的有機(jī)硅烷化合物的含量低于上述范圍，在耐熱水性試驗(yàn)中涂膜的表面可能會出現(xiàn)裂紋。如果化學(xué)式2的有機(jī)硅垸化合物的含量高于上述范圍，涂膜的耐磨性可能會劣化。根據(jù)本發(fā)明的基于硅氧垸的涂料組合物包含無機(jī)氧化物。無機(jī)氧化物起到了控制基于硅氧垸的涂料組合物的折光指數(shù)的作用，因此經(jīng)涂覆的基于硅氧烷的涂料組合物能夠制備中等指數(shù)、高等指數(shù)和超高等指數(shù)的涂膜，其充當(dāng)了調(diào)節(jié)涂覆在光學(xué)透鏡等上的基板的折光指數(shù)的高指數(shù)填料。無機(jī)氧化物將由涂料組合物形成的涂膜的折光指數(shù)調(diào)節(jié)至1.541.65的范圍內(nèi)，這樣該涂膜可顯現(xiàn)出中等指數(shù)、高等指數(shù)和超高等指數(shù)的特征。無機(jī)氧化物的折光指數(shù)為1.73.0，并且既包含單一的氧化物又包含復(fù)合氧化物。當(dāng)包含在本發(fā)明的基于硅氧烷的涂料組合物中時，可以作為在水或有機(jī)溶劑中分散的分散溶液的形式加入無機(jī)氧化物。無機(jī)氧化物可優(yōu)選為氧化鈦(Ti02)(折光指數(shù)2.52.7)、氧化鋯(Zr02)(折光指數(shù)2.2)、氧化錫(Sn02)(折光指數(shù)2.0)、氧化鈰(Ce203)(折光指數(shù):2.2)、鈦酸鋇(BaTi03)(折光指數(shù):2.4)、氧化鋁^1203)(折光指數(shù)1.73)、氧化釔(￥203)(折光指數(shù)1.92)或其混合物。用作無機(jī)氧化物的復(fù)合氧化物為通過化學(xué)結(jié)合至少兩種無機(jī)氧化物形成的氧化物，優(yōu)選選自由二氧化硅(Si02)、氧化鈦、氧化鋯、氧化錫、氧化鈽、鈦酸鋇、氧化鋁和氧化釔(￥203)組成的組中，更優(yōu)選為Ti02-Si02、Ti02-Zr02,、Ti02-Zr02-Si02Ti02-Zr02-Sn02、Ti02-Sn02-Si02或其混合物。為了在基于硅氧垸的涂料組合物中保持穩(wěn)定分散狀態(tài)并且也考慮到形成的涂膜的透明度，無機(jī)氧化物優(yōu)選具有330nm的初級粒度，并且通過聚集初級粒子形成的二級粒子的平均直徑為200nm。二級粒子的平均直徑更優(yōu)選為5200nm，最優(yōu)選530nm?？紤]到無機(jī)氧化物本身時，基于全部的組合物，無機(jī)氧化物的含量為1.080重量份。如果含量低于上述范圍，難以形成具有適當(dāng)?shù)恼酃庵笖?shù)的涂膜。如果含量高于上述范圍，在涂膜內(nèi)可能會出現(xiàn)裂紋從而撕裂或切斷該涂膜，這樣使膜的硬度嚴(yán)重劣化。根據(jù)本發(fā)明的基于硅氧烷的涂料組合物包含溶劑。溶劑起到了無機(jī)氧化物的分散溶劑或用于化學(xué)式1和2的有機(jī)硅垸化合物的溶膠-凝膠反應(yīng)的反應(yīng)溶劑的作用。溶劑可非限制性地為甲醇、乙醇、異丙醇、正丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇、乙酸乙酯、乙酸甲酯、二甲苯、甲苯、甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、丁基溶纖劑、異丙基溶纖劑、乙酰丙酮或其混合物。基于全部的組合物，溶劑的含量為3090重量份。根據(jù)本發(fā)明的基于硅氧垸的涂料組合物包含染色改善物質(zhì)。染色改善物質(zhì)起到了調(diào)節(jié)基于硅氧烷的硬涂膜的空隙的作用，或者該物質(zhì)由染料和環(huán)境友好材料構(gòu)成以改善染色。通常，通過有機(jī)硅垸的溶膠-凝膠反應(yīng)制得的有機(jī)-無機(jī)溶膠的性能受到有機(jī)硅烷的類型、酸催化劑的類型和濃度、pH值、溫度、水的濃度、醇和鹽的種類和濃度等的影響。同樣，耐磨性、折光指數(shù)和染色性受到有機(jī)-無機(jī)溶膠的聚集作用的影響。具體而言，由于向其中加入了結(jié)晶無機(jī)氧化物，具有高等指數(shù)的硬涂膜顯示出很高的堆積密度，所以其不易被染色。因此，為了增加具有高等指數(shù)的硬涂膜的染色性，需要調(diào)節(jié)無定形有機(jī)硅烷粘合劑、有機(jī)硅烷粘合劑與無機(jī)氧化物填料之間的界面內(nèi)的空隙或與染料的親和力。當(dāng)為普通的基于硅氧烷的硬涂膜時，隨著有機(jī)-無機(jī)溶膠的堆積密度的增大，耐磨性和折射指數(shù)提高，而染色性劣化。同樣，隨著堆積密度的減小，性能發(fā)生相反的變化。此外，硬涂膜的染色性需要存在一定水平的空隙以使染料可以滲入其中，因此為了改善染色性，需要將空隙制成染料的尺寸。大大超過染料尺寸的空隙影響了對染色性的改善并使耐磨性和折光指數(shù)劣化，因此需要適當(dāng)尺寸的空隙。此外，將染料分散在水中從而顯現(xiàn)出很強(qiáng)的親水性。因此，優(yōu)選選擇與染料物理或化學(xué)親和的離子物質(zhì)或其鹽作為染色改善物質(zhì)。滿足上述條件的染色改善物質(zhì)可為硝酸、鹽酸、磷酸、硝酸鈉、硝酸鉀、硝酸銀、聚乙烯吡咯垸酮、聚丙烯酸、聚丙烯酸鈉、聚乙烯亞胺、聚磺苯乙烯(polystylenesulphonate)、N-P(氨基乙基)Y-氨基丙基甲基二甲氧基硅垸、N-P(氨基乙基)Y-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-P(氨基乙基)，氨基丙基三乙氧基硅烷、Y-氨基丙基三甲氧基硅烷、？氨基丙基三乙氧基硅垸、N-苯基-Y-氨基丙基三甲氧基硅烷或其混合物。基于全部的組合物，染色改善物質(zhì)的含量優(yōu)選0.015重量份。如果含量低于0.01重量份，由于在有機(jī)硅烷粘合劑中未產(chǎn)生充分的空隙或者與染料的親合力不足，因此染色性的改善不良。如果含量超過5重量份，儲藏穩(wěn)定性劣化，并且涂膜的耐磨性嚴(yán)重劣化。有時，根據(jù)本發(fā)明的基于硅氧垸的涂料組合物進(jìn)一步包含pH值調(diào)節(jié)劑。pH值調(diào)節(jié)劑起到了調(diào)節(jié)基于硅氧垸的涂料組合物的pH值的作用以改善長期的儲藏穩(wěn)定性。作為實(shí)例，pH值調(diào)節(jié)劑可為乙酸、甲酸、氨水、1，2-乙二胺、三亞乙基胺、醋酸膽堿或其混合物。根據(jù)本發(fā)明的基于硅氧垸的涂料組合物顯示出優(yōu)異的染色性、耐磨性、光澤度和透明度，并且在不劣化本發(fā)明的效果的范圍內(nèi)，其可包含多種添加劑以改善粘附性、加工性、防反射性等。添加劑可為基于聚烯烴的環(huán)氧樹脂、環(huán)己烷氧化物、多縮水甘油酯(polyglycydylester)、雙酚A型環(huán)氧樹脂、環(huán)氧丙烯酸酯樹脂或者基于二苯甲酮、基于苯并三唑或基于苯酚的UV吸收劑。此外，可混合多種表面活性劑以改善涂覆性能。該表面活性劑可為二甲基硅氧烷和聚醚的嵌段共聚物、接枝共聚物或?yàn)榛诜谋砻婊钚詣?。具有?yōu)異的染色性、耐磨性、光澤度和透明度的基于硅氧垸的涂料組合物可按下述方法制備(Sl)在溶劑和催化劑存在下，混合i)由化學(xué)式1表示的化合物、其水解產(chǎn)物、其部分縮合物或其混合物和ii)由化學(xué)式2表示的化合物、其水解產(chǎn)物、其部分縮合物或其混合物，然后進(jìn)行溶膠-凝膠反應(yīng)以制備有機(jī)-無機(jī)溶膠；(S2)向該有機(jī)-無機(jī)溶膠中加入折光指數(shù)為1.73.0的無機(jī)氧化物；以及(S3)向加有無機(jī)氧化物的有機(jī)-無機(jī)溶膠中加入染色改善物質(zhì)。為了制備根據(jù)本發(fā)明的具有優(yōu)異的染色性、耐磨性、光澤度和透明度的基于硅氧垸的涂料組合物，進(jìn)行步驟(S1)，即，在溶劑和催化劑存在下，混合i)由化學(xué)式1表示的化合物、其水解產(chǎn)物、其部分縮合物或其混合物和ii)由化學(xué)式2表示的化合物、其水解產(chǎn)物、其部分縮合物或其混合物，然后進(jìn)行溶膠-凝膠反應(yīng)以制備有機(jī)-無機(jī)溶膠。在本文中，由化學(xué)式1表示的化合物的水解產(chǎn)物i)是指含有羥基(-OH)的有機(jī)硅垸化合物的衍生物，該羥基是由化學(xué)式1和2的有機(jī)硅烷化合物的烷氧基與水反應(yīng)形成的。另外，由化學(xué)式1表示的化合物的部分縮合物i)是指無機(jī)網(wǎng)絡(luò)的縮合物，該無機(jī)網(wǎng)絡(luò)是由化學(xué)式1和2的有機(jī)硅垸化合物或其水解產(chǎn)物作為單體母體進(jìn)行溶膠-凝膠反應(yīng)(包括縮合脫水反應(yīng))來形成的?？紤]反應(yīng)速度和反應(yīng)溶劑的沸點(diǎn)來確定在該步驟中溶膠-凝膠反應(yīng)的溫度和壓力，例如，反應(yīng)溫度為204(TC，而反應(yīng)壓力為常壓。由于化學(xué)式1和2的化合物具有三維網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，通過溶膠-凝膠反應(yīng)獲得的有機(jī)-無機(jī)溶膠具有穩(wěn)定的分子狀態(tài)，從而使涂膜在低溫下在短時間內(nèi)就具有優(yōu)異的粘附力。在該步驟中使用的溶劑可采用可以構(gòu)成本發(fā)明的基于硅氧烷的涂料組合物的溶劑?？紤]到基于硅氧垸的涂料組合物的如儲藏穩(wěn)定性和耐磨性的所有性能，在該步驟中使用的催化劑不僅要起到增加反應(yīng)速度的作用，還起到了調(diào)節(jié)pH值、反應(yīng)速度、對基板的粘合性的作用。催化劑可為酸催化劑，例如乙酸、磷酸、硫酸、鹽酸、硝酸、氯磺酸、對甲苯磺酸、三氯乙酸、多磷酸、碘酸、碘酸酐和高氯酸；堿催化劑，例如苛性鈉、氫氧化鉀、正丁胺、二-正丁胺、咪唑和高氯酸銨；或其混合物，但不限于此。在步驟(S1)中，并不特別限制由化學(xué)式1表示的有機(jī)硅烷化合物i)、由化學(xué)式2表示的化合物ii)、溶劑和催化劑的添加順序。隨后，進(jìn)行向有機(jī)-無機(jī)溶膠添加折光指數(shù)為1.73.0的無機(jī)氧化物的步驟(S2)。然后，進(jìn)行向加有無機(jī)氧化物的有機(jī)-無機(jī)溶膠添加染色改善物質(zhì)的步驟(S3)。優(yōu)選在步驟(S1)和(S2)后加入染色改善物質(zhì)。尤其是，如果在步驟(Sl)的溶膠-凝膠反應(yīng)之前或過程中加入染色改善物質(zhì)，溶膠-凝膠反應(yīng)的條件可能會改變從而引起有機(jī)硅烷粘合劑粒子嚴(yán)重的聚集并且使組合物的儲藏穩(wěn)定性和涂膜的耐磨性劣化。為了制備根據(jù)本發(fā)明的基于硅氧垸的涂料組合物，在按需要加入染色改善物質(zhì)之后，可以進(jìn)一步進(jìn)行向加有染色改善物質(zhì)的有機(jī)-無機(jī)溶膠中加入pH值調(diào)節(jié)劑的步驟。根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)透鏡包括由基于硅氧垸的涂料組合物構(gòu)成的涂層。如上所述，采用本發(fā)明的組合物制備的涂膜具有1.541.65的折光指數(shù)，因此可將其用作具有中等指數(shù)、高等指數(shù)或超高等指數(shù)的涂膜。而且，可將涂膜涂覆在如工業(yè)安全護(hù)目鏡或休閑護(hù)目鏡的塑料透鏡的表面以改善塑料透鏡的質(zhì)量。通過涂覆根據(jù)本發(fā)明的基于硅氧垸的組合物而形成的涂膜具有4H8H的鉛筆硬度，并且通過耐熱水性試驗(yàn)測試顯示出優(yōu)異的粘附性，以及2060。/。的非常優(yōu)異的染色性(AT(。/。))。而且，涂膜具有優(yōu)異的耐磨性和耐溶劑性，并且在固化過程中沒有顯現(xiàn)顏色的改變而是具有優(yōu)異的光學(xué)透明度。按下述方式制備涂膜采用如上所述的常用涂覆法，在如工業(yè)安全護(hù)目鏡或休閑護(hù)目鏡的光學(xué)透鏡或塑料透鏡的表面涂覆組合物，然后干燥并使其固化。此時，盡管涂覆后的固化條件可能根據(jù)混合比率和組分而變化，但通常通過在6015(TC(低于基板的軟化點(diǎn))下固化組合物20分鐘到10小時可以獲得具有所需特征的涂膜。涂覆方法可采用普通的濕法涂覆法，例如，可采用輥涂法、噴涂法、浸涂法或旋涂法，而并不對其限制?？刹捎梅稚⑷玖蠈Σ捎没诠柩跬榈慕M合物獲得的涂膜染色。就這樣的染色而言，按需要確定分散染料的條件，例如，濃度、溫度和時間。通常，使用濃度為0.1lwt。/。的染料溶液，并在8010(TC的溫度下將涂膜浸入其中510分鐘。最佳實(shí)施方式在下文中，將更詳細(xì)地描述本發(fā)明的實(shí)施方式。但是，這些實(shí)施方式僅用于更好地理解本發(fā)明，而不應(yīng)將本發(fā)明的范圍理解為受實(shí)施例和對比實(shí)施例的限制。實(shí)施例1制備基于硅氧烷的涂料組合物將100g四乙氧基硅垸和250g3-環(huán)氧丙氧丙基三甲氧基硅垸與用作溶劑的100g甲醇一起加入到夾套反應(yīng)器內(nèi)并保持室溫，然后攪拌約5分鐘。接著，將10g乙酰丙酮加入其中作為溶劑，然后攪拌5分鐘。接著，將80gpH值為2.5的乙酸溶液加入其中作為催化劑，然后攪拌約3小時來進(jìn)行溶膠-凝膠反應(yīng)。其后，將350g分散在甲醇中的Ti02-Si02-Zr02(由NissanChemical生產(chǎn)，DH-40,粒徑為79nm，球形，晶體，固體粉末為30wt。/。)力口入到通過溶膠-凝膠反應(yīng)制備的溶膠溶液中，然后攪拌約1小時。然后，將用作溶劑的100g丁基溶纖劑加入其中并攪拌2小時。隨后，將用作染色改善物質(zhì)的2g65wt。/。的硝酸加入到溶膠溶液中(即，涂層溶液)，來制備基于硅氧垸的耐磨涂料組合物。形成涂膜蝕刻用于護(hù)目鏡的高等指數(shù)透銜由Chemiglass生產(chǎn)，MR-8，折光指數(shù)為1.59)，然后將其浸入制得的涂料組合物中，接著在ll(TC下固化2小時形成涂膜。實(shí)施例2除了另外加入2g10wt。/。的醋酸膽堿作為pH值調(diào)節(jié)劑外，以與實(shí)施例1相同的方式制備基于硅氧垸的涂料組合物和涂膜。實(shí)施例3除了加入10g而非2g65wt。/。的硝酸并另外加入10g10wtM的醋酸膽堿外，以與實(shí)施例1相同的方式制備基于硅氧垸的涂料組合物和涂膜。實(shí)施例4除了加入5g聚乙二醇(分子量為600)代替2g65wt。/。的硝酸外，以與實(shí)施例1相同的方式制備基于硅氧垸的涂料組合物和涂膜。對比實(shí)施例1除了不加入65wtM的硝酸外，以與實(shí)施例1相同的方式制備基于硅氧垸的涂料組合物和涂膜。對比實(shí)施例2除了加入100g而非2g65wtM的硝酸外，以與實(shí)施例1相同的方式制備基于硅氧烷的涂料組合物和涂膜。對比實(shí)施例3除了在溶膠-凝膠反應(yīng)之前加入2g65wtM的硝酸外，以與實(shí)施例1相同的方式制備基于硅氧垸的涂料組合物和涂膜。如下所述，測試涂膜的性能，該涂膜是通過涂覆分別由實(shí)施例和對比實(shí)施例獲得的基于硅氧烷的涂料組合物(或基于硅氧烷的高等-指數(shù)耐磨涂料組合物)形成，并將測量結(jié)果顯示在下表1中。試驗(yàn)實(shí)施例測試基于硅氧烷的涂料組合物的性能評價由實(shí)施例和試驗(yàn)實(shí)施例制得的各種基于硅氧烷的涂料組合物的儲藏穩(wěn)定性和加工性，并列在表1中。A:儲藏穩(wěn)定性在將其在25。C下儲藏1個月的情況下，評價粘度變化和沉淀程度。O:粘度改變?yōu)?CP以下或沉淀小于0.1%的情況；粘度改變大于lcP但不大于3cP或沉淀小于0.5%但不小于0.1%的情況；X:粘度改變大于3cP或沉淀為0.5%以上的情況。B:耐磨性#0000將鋼絲棉綁到lkg的錘子上并在透鏡上10次，然后觀察透鏡。劃痕的數(shù)量為0;O:小于lcm的細(xì)小劃痕的數(shù)量為5以下；小于lcm的細(xì)小劃痕的數(shù)量大于5，lcm以上的長劃痕的數(shù)X:lcm以上的長劃痕的數(shù)量大于3。C-粘附性根據(jù)ASTMD3359，以lmm的水平和垂直間隔在涂層上畫分隔線而形成100個分區(qū)，采用由Nichiban生產(chǎn)的寬度為24mm的玻璃紙膠帶進(jìn)行10次分離試驗(yàn)，然后計算涂層保持而沒有分離的分區(qū)的數(shù)量以進(jìn)行下面的評價。較差部分的數(shù)量為0;O:較差部分的數(shù)量為13;較差部分的數(shù)量大于3但不超過10;X:較差部分的數(shù)量大于IO。D:耐熱水性將經(jīng)涂覆的透鏡浸入IO(TC的沸水中IO分鐘，然后檢査其外觀。裂紋的數(shù)量為0;o:小于5mm的細(xì)小裂紋的數(shù)量為5以下；小于5mm的細(xì)小裂紋的數(shù)量大于5，或者大于5mm的長裂紋的數(shù)量為13;X:大于5mm的長裂紋的數(shù)量大于3。E:染色性在90°C下，將經(jīng)涂覆的透鏡浸入0.2wt。/。的由BrainPowerIncorporated生產(chǎn)的BPISunbrown染料的溶液中10分鐘，然后測量染色前后透射比的差值(AT(%))。F:膜厚度(〃m)測量并計算數(shù)據(jù)谷值間的間隔，數(shù)據(jù)是采用棱鏡耦合器通過在硅片上涂覆并接著固化涂料組合物獲得的。在不同的點(diǎn)進(jìn)行5次這樣的測量，并由其計算出平均值。G:折光指數(shù)(％)通過在晶片上涂覆并接著固化涂料組合物采用棱鏡耦合器在不同的點(diǎn)測量5次，然后計算其平均值。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>由表1可見，加有根據(jù)本發(fā)明的染色改善物質(zhì)的實(shí)施例1~4的組合物顯示出40%以上的優(yōu)異的染色性，以及優(yōu)異的耐磨性、粘附性和耐熱水性。相反，由于未向有機(jī)硅垸粘合劑中加入染色改善材料，對比實(shí)施例1的組合物顯示出3%的染色性，因此其少有被染色。對比實(shí)施例2的組合物加有過量的染色改善物質(zhì)，因此其顯示出良好的染色性，但是有機(jī)硅垸粘合劑的聚集嚴(yán)重，因此存儲穩(wěn)定性變差并且耐磨性大為劣化。在有機(jī)硅烷的溶膠-凝膠反應(yīng)前向?qū)Ρ葘?shí)施例3的組合物加入染色改善物質(zhì)，因此溶膠-凝膠反應(yīng)的條件改變而增加了有機(jī)粘合劑顆粒的聚集，從而顯示出劣化的耐磨性和差的存儲穩(wěn)定性。工業(yè)實(shí)用性根據(jù)本發(fā)明的基于硅氧烷的涂料組合物可以在基板的表面形成中等指數(shù)、高等指數(shù)或超高等指數(shù)的涂膜，并顯示出優(yōu)異的染色性、耐磨性、光澤度、透明度、耐熱水性和存儲穩(wěn)定性。尤其是，可將基于硅氧垸的涂料組合物用作如光學(xué)透鏡、工業(yè)安全透鏡和休閑用護(hù)目鏡的塑料透鏡的涂膜。權(quán)利要求1、一種具有優(yōu)異的染色性、耐磨性、光澤度和透明度的基于硅氧烷的涂料組合物，該組合物包含(a)0.1～50重量份的由下面的化學(xué)式1表示的化合物、其水解產(chǎn)物或其部分縮合物；(b)10～60重量份的由下面的化學(xué)式2表示的化合物、其水解產(chǎn)物或其部分縮合物；(c)10～80重量份的折光指數(shù)為1.7～3.0的無機(jī)氧化物；(d)30～90重量份的溶劑；以及(e)0.01～5重量份的染色改善物質(zhì)，[化學(xué)式1]R1aSi(OR2)4-a其中，在化學(xué)式1中，R1和R2獨(dú)立地選自由C1～C6烷基、C2～C6鏈烯基、C1～C6鹵化烷基、C2～C6芳基和C3～C6芳香烴基組成的組中，并且a為0～3的整數(shù)，[化學(xué)式2]R3bSi(OR4)4-b其中，在化學(xué)式2中，R3為R5為C1～C4亞烷基，R6選自由氫、C1～C4烷基和id="icf0002"file="A2007800423540002C2.tif"wi="27"he="10"top="235"left="32"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>組成的組中，R7選自由氫和C1～C4亞烷基組成的組中，R4為C1～C6烷基，并且b為0～3的整數(shù)。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有優(yōu)異的染色性、耐磨性、光澤度和透明度的基于硅氧垸的涂料組合物，其中，所述化學(xué)式1的化合物選自由甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅垸、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅垸、丁基三甲氧基硅烷、二苯基乙氧基乙烯基硅烷、甲基三異丙氧基硅垸、甲基三乙酰氧基硅烷、四苯氧基硅烷、四丙氧基硅垸、乙烯基三異丙氧基硅垸及其混合物組成的組中。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有優(yōu)異的染色性、耐磨性、光澤度和透明度的基于硅氧烷的涂料組合物，其中，所述化學(xué)式2的化合物選自由3-環(huán)氧丙氧丙基三甲氧基硅垸、3-環(huán)氧丙氧丙基三乙氧基硅垸、3-環(huán)氧丙氧丙基甲基甲氧基硅垸、3-環(huán)氧丙氧丙基甲基乙氧基硅烷、P-(3,4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅垸及其混合物組成的組中。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有優(yōu)異的染色性、耐磨性、光澤度和透明度的基于硅氧烷的涂料組合物，其中，所述無機(jī)氧化物為選自由氧化鈦、氧化鋯、氧化錫、氧化鈰、鈦酸鋇、氧化鋁、氧化釔及其混合物組成的組中的單一無機(jī)氧化物。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有優(yōu)異的染色性、耐磨性、光澤度和透明度的基于硅氧垸的涂料組合物，其中，所述無機(jī)氧化物為通過化學(xué)結(jié)合選自由二氧化硅(Si02)、氧化鈦、氧化鋯、氧化錫、氧化鈰、鈦酸鋇、氧化鋁和氧化釔0^03)組成的組中的至少兩種無機(jī)氧化物形成的復(fù)合無機(jī)氧化物。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有優(yōu)異的染色性、耐磨性、光澤度和透明度的基于硅氧烷的涂料組合物，其中，所述無機(jī)氧化物的初級粒子的平均直徑為330nm。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有優(yōu)異的染色性、耐磨性、光澤度和透明度的基于硅氧烷的涂料組合物，其中，所述溶劑選自由甲醇、乙醇、異丙醇、正丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇、乙酸乙酯、乙酸甲酯、二甲苯、甲苯、甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、丁基溶纖劑、異丙基溶纖劑、乙酰丙酮及其混合物組成的組中。8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有優(yōu)異的染色性、耐磨性、光澤度和透明度的基于硅氧垸的涂料組合物，其中，所述染色改善物質(zhì)選自由硝酸、鹽酸、磷酸、硝酸鈉、硝酸鉀、硝酸銀、聚乙烯吡咯垸酮、聚丙烯酸、聚丙烯酸鈉、聚乙烯亞胺、聚磺苯乙烯、n-(3(氨基乙基)y-氨基丙基甲基二甲氧基硅垸、n-(3(氨基乙基)y-氨基丙基三甲氧基硅垸、n-(3(氨基乙基)"氨基丙基三乙氧基硅烷、y-氨基丙基三甲氧基硅烷、y-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-笨基-y-氨基丙基三甲氧基硅垸及其混合物組成的組中。9、根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有優(yōu)異的染色性、耐磨性、光澤度和透明度的基于硅氧烷的涂料組合物，其中，所述基于硅氧垸的涂料組合物進(jìn)一步包含選自由乙酸、甲酸、氨水、1,2-乙二胺、三亞乙基胺、醋酸膽堿及其混合物組成的組中的pH值調(diào)節(jié)劑。10、一種具有優(yōu)異的染色性、耐磨性、光澤度和透明度的基于硅氧垸的涂料組合物的制備方法，該方法包括(Sl)在溶劑和催化劑存在下，混合i)由下面的化學(xué)式1表示的化合物、其水解產(chǎn)物、其部分縮合物或其混合物和ii)由下面的化學(xué)式2表示的化合物、其水解產(chǎn)物、其部分縮合物或其混合物，然后進(jìn)行溶膠-凝膠反應(yīng)以制備有機(jī)-無機(jī)溶膠；(52)向該有機(jī)-無機(jī)溶膠中加入折光指數(shù)為1.73.0的無機(jī)氧化物；以及(53)向加有無機(jī)氧化物的有機(jī)-無機(jī)溶膠中加入染色改善物質(zhì)，[化學(xué)式1]R、Si(OR2)4—a其中，在化學(xué)式1中，1^和112獨(dú)立地選自由QC6垸基、C2C6鏈烯基、dC6鹵化烷基、C2C6芳基和C3C6芳香烴基組成的組中，并且a為03的整數(shù)，[化學(xué)式2]R3bSi(OR4)4-b其中，在化學(xué)式2中，W為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>R5為dC4亞垸基，R6選自由氫、dC4垸基和組成的組中，W選自由氫和CiC4亞烷基組成的組中，W為dC6烷基，并且b為03的整數(shù)。11、根據(jù)權(quán)利要求10所述的具有優(yōu)異的染色性、耐磨性、光澤度和透明度的基于硅氧烷的涂料組合物的制備方法，該方法進(jìn)一步包括:在所述步驟(S3)后，向加有所述染色改善物質(zhì)的有機(jī)-無機(jī)溶膠中加入pH值調(diào)節(jié)劑。12、根據(jù)權(quán)利要求10所述的具有優(yōu)異的染色性、耐磨性、光澤度和透明度的基于硅氧烷的涂料組合物的制備方法，其中，在2040'C的溫度下進(jìn)行所述步驟(S1)的反應(yīng)。13、根據(jù)權(quán)利要求10所述的具有優(yōu)異的染色性、耐磨性、光澤度和透明度的基于硅氧烷的涂料組合物的制備方法，其中，所述催化劑為酸催化劑或堿催化劑。14、根據(jù)權(quán)利要求13所述的具有優(yōu)異的染色性、耐磨性、光澤度和透明度的基于硅氧烷的涂料組合物的制備方法，其中，所述酸催化劑選自由乙酸、磷酸、硫酸、鹽酸、硝酸、氯磺酸、對甲苯磺酸、三氯乙酸、多磷酸、碘酸、碘酸酐、高氯酸及其混合物組成的組中，其中，所述堿催化劑選自由苛性鈉、氫氧化鉀、正丁胺、二-正丁胺、咪唑、高氯酸銨及其混合物組成的組中。15、一種光學(xué)透鏡，該透鏡用由權(quán)利要求1限定的具有優(yōu)異的染色性、耐磨性、光澤度和透明度的基于硅氧烷的涂料組合物構(gòu)成的涂層涂覆。16、根據(jù)權(quán)利要求15所述的光學(xué)透鏡，其中，所述涂層的折光指數(shù)為1.541.65。17、根據(jù)權(quán)利要求15所述的光學(xué)透鏡，其中，將所述光學(xué)透鏡用作工業(yè)安全護(hù)目鏡或休閑護(hù)目鏡的透鏡。全文摘要本發(fā)明提出了一種具有優(yōu)異的染色性、耐磨性、光澤度和透明度的基于硅氧烷的涂料組合物、其制備方法及用該涂料組合物涂覆的光學(xué)透鏡。所述基于硅氧烷的涂料組合物包含有機(jī)硅烷化合物、無機(jī)氧化物(H-指數(shù)填料)、溶劑和染色改善物質(zhì)。染色改善物質(zhì)采用了硝酸、鹽酸、磷酸、硝酸鈉、硝酸鉀、硝酸銀等。所述基于硅氧烷的涂料組合物由于染色改善物質(zhì)而顯現(xiàn)出優(yōu)異的染色性、由于有機(jī)硅烷化合物而顯現(xiàn)出優(yōu)異的耐磨性以及優(yōu)異的光澤度和透明度，因此可將其用作需要高透明度的如光學(xué)透鏡、工業(yè)安全透鏡和休閑用護(hù)目鏡的塑料透鏡的表面的涂膜。文檔編號C09D183/04GK101617009SQ200780042354公開日2009年12月30日申請日期2007年11月15日優(yōu)先權(quán)日2006年11月15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