專利名稱：抗靜電溶膠/凝膠組合物和用其涂覆的光學(xué)制品的制作方法
抗靜電溶膠/凝膠組合物和用其涂覆的光學(xué)制品發(fā)明背景 1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及可固化的溶膠/凝膠組合物，其用于制備透明的抗靜電，抗沖擊和/或抗磨性涂層，以及顯示出抗靜電，抗沖擊性和/或耐磨性性能的用其涂覆的制品，特別是用于眼鏡的光學(xué)和眼科玻璃，以及涉及制備所述制品的方法。2.相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)熟知的是，基本上由絕緣材料組成的光學(xué)制品，具有被靜電充電的傾向，尤其是當(dāng)它們?cè)诟稍飾l件下通過(guò)用布或者合成片材，例如聚酯片材進(jìn)行摩擦(摩擦起電)以便清潔的時(shí)候。在所述光學(xué)制品表面存在的電荷產(chǎn)生了靜電場(chǎng)，只要電荷一直保留在光學(xué)制品上， 其能夠吸引并且固定存在于其附近(數(shù)厘米)的極小重量的物質(zhì)，一般是小尺寸顆粒，諸如粉塵。為了減少或抑制對(duì)顆粒的吸引，有必要減少靜電場(chǎng)的強(qiáng)度，即，減少存在于制品表面的靜電荷的數(shù)量。這可通過(guò)對(duì)電荷引入遷移性來(lái)進(jìn)行，例如，通過(guò)向光學(xué)制品中引入一個(gè)材料層，所述材料層引入電荷的高遷移性。引入最高遷移性的材料是導(dǎo)電性材料。因此，具有高電導(dǎo)率的材料允許了更快速地使電荷消散。本領(lǐng)域已知，光學(xué)制品由于在其表面結(jié)合了至少一個(gè)導(dǎo)電性層而獲得抗靜電性能，所述層被稱為抗靜電層?！翱轨o電"，其指的是不保留和/或產(chǎn)生可注意到的靜電荷的性能。在其表面之一用適當(dāng)?shù)牟歼M(jìn)行摩擦之后，其不會(huì)吸引或者固定粉塵或者小顆粒的時(shí)候，該制品一般被認(rèn)為具有可接受的抗靜電性能。它能夠迅速地使積累的靜電荷消散。玻璃消散靜電荷的能力，所述靜電荷通過(guò)與布進(jìn)行摩擦或者任何其他靜電電荷充電過(guò)程(通過(guò)電暈放電施加的電荷)來(lái)產(chǎn)生，可以通過(guò)測(cè)量將所述電荷消散所需的時(shí)間 (電荷衰變時(shí)間)來(lái)定量。因此，抗靜電玻璃的放電時(shí)間為低于500毫秒級(jí)，并且一般在 100-200毫秒左右，同時(shí)靜電玻璃的放電時(shí)間為數(shù)十秒級(jí)，有時(shí)甚至幾分鐘。剛剛進(jìn)行摩擦的靜電玻璃因此可吸附周圍的粉塵，在其需要時(shí)間來(lái)放電的時(shí)候。本領(lǐng)域中已知，僅有有限的材料才可用來(lái)制備具有高光學(xué)透明度的導(dǎo)電性無(wú)機(jī)或有機(jī)層，即，可見(jiàn)光的透射率至少90%。已知的光學(xué)透明抗靜電涂層包括真空沉積的金屬或金屬氧化物膜，例如這樣的膜，其基于任選摻雜的(半)導(dǎo)電性金屬氧化物，諸如銦摻雜的氧化錫(ITO)，銻摻雜的氧化錫(ATO)或五氧化釩(vanadium pentoxyde)，旋涂的或者自組裝的導(dǎo)電聚合物膜。ITO是工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的提供光學(xué)透明導(dǎo)電性薄涂層的抗靜電劑，但是當(dāng)其施涂到塑料時(shí)，ITO的性能下降。當(dāng)處于彎曲或者其他產(chǎn)生應(yīng)力的狀態(tài)時(shí)，這些涂層是脆弱的并且容易損壞。另外，ITO層需要在受控的氣體氛圍中通過(guò)真空沉積來(lái)進(jìn)行沉積。導(dǎo)電聚合物代表了研究最多的ITO涂層替代方案。它們一般由液體涂料組合物形成，但仍無(wú)法趕上ITO的光學(xué)和電性能，有時(shí)在特定應(yīng)用場(chǎng)合具有環(huán)境穩(wěn)定性問(wèn)題。
有機(jī)-無(wú)機(jī)雜混的聚合物電解質(zhì)也已被提議來(lái)形成抗靜電涂層。因此，標(biāo)題為 〃 Sol-gel preparation of organic-inorganic hybrid polymer electrolytes and their electrochemical characterizations" (Myong-Hoon Lee,Sung Tae Ko, Kwang Sup Lee禾口 Suh Bong Rhee,Mol. Cryst. Liq. Crypt. 1997，294卷 229—232 頁(yè)) 的文章，涉及了包括四乙氧基甲硅烷(TEOS)，低分子量聚氧化乙烯(PE0，Mw = 300)和帶有聚氧化乙烯基團(tuán)的烷氧基硅烷的溶膠/凝膠涂料組合物。后面的組分用作相容試劑，以免在低分子量的"游離"PEO和聚硅氧烷基質(zhì)之間發(fā)生相分離。上述制品的溶膠/凝膠涂料組合物含有顯著量的所述游離ΡΕ0。由上述公開(kāi)的組合物制成的抗靜電涂層在水性或者有機(jī)溶劑例如水和甲醇中十分容易溶解并去除。因此，在另一涂層要通過(guò)濕涂覆技術(shù)例如旋涂或者浸涂來(lái)沉積其上的時(shí)候，這些涂料不能使用。另外，另一問(wèn)題是開(kāi)始時(shí)透明的涂層變得模糊。日本專利申請(qǐng)N°2007-321014公開(kāi)了一種形成聚氨酯基礎(chǔ)抗靜電層的組合物，其包括為具有活性氫基團(tuán)的聚合物組分的樹(shù)脂A (典型地是聚乙烯醇聚合物)，為離子傳導(dǎo)聚合物的樹(shù)脂B，負(fù)載性電解鹽和多異氰酸酯。樹(shù)脂B的離子傳導(dǎo)聚合物含有親水性鏈段，聚硅氧烷鏈段和活性氫基團(tuán)。親水性鏈段可以是PEO鏈段。聚硅氧烷鏈段的含量不應(yīng)超過(guò)整個(gè)樹(shù)脂的30重量％，否則得到的抗靜電膜變滑。該組合物被特別設(shè)計(jì)來(lái)提供一種具有聚氨酯基質(zhì)的涂料。仍然希望來(lái)生產(chǎn)新型的抗靜電溶膠/凝膠組合物，其在不損害涂覆的光學(xué)制品的光學(xué)和機(jī)械性能的同時(shí)，得到抗靜電涂層。尤其，新型抗靜電組合物應(yīng)該提供能夠通過(guò)濕涂覆技術(shù)在其上涂覆另外涂層的抗靜電涂層，所述另外涂層諸如抗磨和/或抗劃傷涂層，同時(shí)保持它們優(yōu)異的抗靜電性能。本發(fā)明的進(jìn)一步目的是提供用于形成抗靜電和任選的抗磨和/或抗劃傷層的所述抗靜電組合物，其同時(shí)提供了良好的對(duì)光學(xué)基材和/或?qū)ζ渖闲纬傻母郊庸δ芡繉拥恼掣?，并且同時(shí)保持了獲得的光學(xué)制品的光學(xué)和機(jī)械性能，例如眼科鏡片，(高透射率，低霧度 (haze)，良好抗磨/抗劃性，良好抗沖擊性和其它附加性能，諸如抗反射光，抗污，抗霧化，
寸寸J。此外，柔軟塑料基材，諸如塑料透鏡，一般是由柔軟聚合物材料制成，并且容易被劃傷，特別是當(dāng)透鏡用布進(jìn)行清潔，并且尤其是有粉塵沉積其表面的時(shí)候。因此，塑料透鏡或者其他柔軟基材通常需要一抗磨和/或抗劃傷涂層。因此，另一個(gè)目的是提供一抗靜電，抗磨和/或抗劃傷組合物來(lái)形成抗靜電和抗
磨涂層。同時(shí)，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供如上所述的抗靜電組合物，其得到具有聚硅氧烷基質(zhì)而不是聚氨酯基質(zhì)的抗靜電涂層，以便具有改進(jìn)的與主要基于聚硅氧烷涂料的傳統(tǒng)抗磨涂層的相容性。發(fā)明概述本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)以上目的通過(guò)配制一種抗靜電涂層形成的溶膠/凝膠組合物來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述組合物包括(a)由至少部分水解的組分A得到的水解產(chǎn)物，所述組分A由一種或多種可聚合的化合物組成，所述化合物含有至少一個(gè)聚氧化烯鏈段和至少一個(gè)，優(yōu)選地至少兩個(gè)-Si (X)n可水解基團(tuán)，各-Si (X) n是在水解時(shí)形成的硅醇基團(tuán)的前體(即，X基團(tuán)獨(dú)立地表示OH基團(tuán)的前體)，其中η是從1到3的整數(shù)，優(yōu)選3 ；(b)任選地，由以下組成的組分B，即一種或多種如下結(jié)構(gòu)式的化合物或它們的水解產(chǎn)物Rn, Si(Z)4_n,(I)其中R基團(tuán)相同或不同地表示單價(jià)的烷基，Z基團(tuán)相同或不同地表示可水解的基團(tuán)或氫原子，并且η'是等于0，1或2的整數(shù)，優(yōu)選0，其前提是，當(dāng)n' =0時(shí)Z基團(tuán)不全部表示氫原子，并且優(yōu)選不全部表示氫原子，和/或如下結(jié)構(gòu)式的化合物或它們的水解產(chǎn)物R1nlYmlSi (Z1)
4-nl-ml(II)其中R1基團(tuán)相同或不同地表示通過(guò)碳原子連接到硅原子的單價(jià)有機(jī)基團(tuán)，Y基團(tuán)相同或不同地表示連接到硅原子并含有至少一個(gè)環(huán)氧官能的單價(jià)有機(jī)基團(tuán)，Z1基團(tuán)，相同的或不同地，表示可水解的基團(tuán)或氫原子,Hl1和Il1是這樣的整數(shù)，即其使得Hl1等于1或2并且I^m1 = 1或2 ；以及(c)至少一種無(wú)機(jī)金屬鹽；并且組分A和任選的組分B這樣地選擇，即其使得所述組合物的聚合形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，所述組合物的干燥提取物含有低于5重量％的干燥提取物的游離的聚氧化烯 (PEO)聚合物，優(yōu)選低于2重量％，更優(yōu)選低于1重量％，更優(yōu)選低于0. 5重量％，并且優(yōu)選完全不含有任何游離的聚氧化烯聚合物。“游離ΡΕ0"，這里指的是沒(méi)有化學(xué)連接到無(wú)機(jī)基質(zhì)如聚硅氧烷基質(zhì)上的ΡΕ0。該游離PEO聚合物不具有任何能夠與本發(fā)明組合物的聚合反應(yīng)生成的交聯(lián)結(jié)構(gòu)進(jìn)行反應(yīng)并由此建立與基質(zhì)的化學(xué)鍵合的官能團(tuán)。相反地，具有Si (X)n可水解基團(tuán)的組分A的可聚合化合物不是游離ΡΕ0，因?yàn)樗鼈兣c組合物聚合反應(yīng)生成的交聯(lián)結(jié)構(gòu)進(jìn)行反應(yīng)來(lái)化學(xué)鍵合。“干燥提取物"，這里指的是在優(yōu)選在真空高至100°C下進(jìn)行的溶劑蒸發(fā)之后剩余的固體物質(zhì)。干燥提取物，和組合物中組分的干燥提取物重量也可進(jìn)行理論計(jì)算，如下文所解釋。本發(fā)明還涉及一種在光學(xué)基材上生成至少兩個(gè)涂層的堆疊的方法，其包括如下步驟-(1)在基材的主要表面沉積上述定義的抗靜電組合物的層；-⑵至少部分地固化抗靜電組合物的沉積層；以及-(3)在至少部分固化的步驟O)的層上沉積另一涂層形成組合物的層。本發(fā)明的其它目的，特征和優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)下面的詳細(xì)說(shuō)明變得更清楚。然而，應(yīng)了解的是，那些詳細(xì)說(shuō)明和特定實(shí)施例，在表明本發(fā)明的特定實(shí)施方案的同時(shí)，僅僅是以解釋的方式給出，因?yàn)樵诒景l(fā)明精神和范圍內(nèi)的各種改變和修改，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，從該詳細(xì)說(shuō)明中均是顯而易見(jiàn)的。發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明和優(yōu)詵實(shí)施方案術(shù)語(yǔ)"包括"(及其任何語(yǔ)法變化形式)、"具有"(及其任何語(yǔ)法變化形式)、"包含"(及其任何語(yǔ)法變化形式，如"含")和"含"、“含有"(及其任何語(yǔ)法變化形式)都是開(kāi)放式用詞。它們用來(lái)說(shuō)明所述特征、整數(shù)、步驟或其組分或基團(tuán)的存在，但不排除一種或多種其它特征、整數(shù)、步驟或其組分或基團(tuán)的存在或加入。因此，“包括〃、“具有〃、“包含〃、“含〃或〃含有〃 一個(gè)或多個(gè)步驟或要素的方法或方法中的步驟具備所述一個(gè)或多個(gè)步驟或要素，但不限于僅具備所述一個(gè)或多個(gè)步驟或要素。當(dāng)光學(xué)制品包括一個(gè)或多個(gè)表面涂層時(shí)，術(shù)語(yǔ)"在光學(xué)制品上沉積涂料或涂層" 指的是將涂料或者涂層沉積到光學(xué)制品的最外面涂料之上，即，最接近空氣的涂料。在透鏡一側(cè)"之上"的涂料，被定義為涂料(a)位于那側(cè)上的，(b)不必與該側(cè)接觸，即，在該側(cè)與所述涂料之間還有一個(gè)或多個(gè)插入涂層，和(C)不必完全覆蓋該側(cè)。本領(lǐng)域技術(shù)人員已知"溶膠/凝膠"方法及其組合物。溶膠/凝膠涂料的制劑包括前體形成聚合物，其在相對(duì)低溫(一般從20°C到 150°C )下，進(jìn)行水解和縮合，不同于在高溫下的煅燒(一般300°C -500°C )。根據(jù)本發(fā)明制備的光學(xué)制品，是透明光學(xué)制品，優(yōu)選透鏡或透鏡毛坯，更優(yōu)選眼科鏡片或眼科鏡片毛坯。該光學(xué)制品可用本發(fā)明的抗靜電涂料在其凸面主要面層(前面)，凹面主要面層(背面)，或者兩面進(jìn)行涂覆。在這里，術(shù)語(yǔ)"透鏡"指的是有機(jī)或無(wú)機(jī)玻璃透鏡，包括可以各種屬性的涂有一個(gè)或者多個(gè)涂層的透鏡基材。該透鏡基材可以由礦物玻璃或有機(jī)玻璃組成，優(yōu)選有機(jī)玻璃。有機(jī)玻璃可以是熱塑性材料，諸如聚碳酸酯和熱塑性塑料聚氨酯，或熱固性(交聯(lián))材料諸如二甘醇雙(烯丙基碳酸酯)聚合物和共聚物(尤其CR-39 ,購(gòu)自PPG hdustries)，熱固性聚氨酯，聚二硫代氨基甲酸乙酯，聚環(huán)氧化合物，聚環(huán)硫化物(poly印isulfide)，聚(甲基)丙烯酸酯和基于共聚物的基材，諸如包含(甲基)丙烯酸聚合物和衍生自雙酚A的共聚物，聚硫代(甲基)丙烯酸酯，以及它們的共聚物和它們的共混物。用于透鏡基材的優(yōu)選材料為聚碳酸酯 (PC)和二甘醇雙(烯丙基碳酸酯)聚合物，尤其是由聚碳酸酯制成的基材。包含在此使用的基材的光學(xué)制品也可是在其上儲(chǔ)存抗靜電涂料的載體。它可以之后從載體轉(zhuǎn)移到基材，例如光學(xué)透鏡之上。在其上施涂透明抗靜電涂料的制品表面可以任選地進(jìn)行預(yù)處理步驟，所述步驟用于改進(jìn)粘附性能，例如高頻放電等離子體處理，輝光放電等離子處理，電暈處理，電子束處理，離子束處理，酸或堿處理。本發(fā)明的抗靜電涂料可以沉積到光裸的基材之上，或者沉積到基材的最外面涂層上，如果基材涂覆有至少一個(gè)表面涂層。至少一個(gè)表面涂層可以是，但不限于，抗沖擊涂層 (抗沖擊底漆)，抗磨和/或抗劃傷涂層，偏振涂層，光致變色涂層或染料涂層?？捎糜诒景l(fā)明的抗沖擊涂料可以是任何通常用于改進(jìn)光學(xué)制品成品的抗沖擊性的涂料。該涂料一般地增強(qiáng)了抗磨和/或抗劃傷涂料在光學(xué)制品成品的基材上的粘附。按照定義，抗沖擊底漆涂料是與不帶有抗沖擊底漆涂料的相同光學(xué)制品相比改進(jìn)了光學(xué)制品成品的抗沖擊性的涂料。典型的抗沖擊底漆涂料是(甲基)丙烯酸基涂料和聚氨酯基涂層，尤其是膠乳組合物如聚(甲基)丙烯酸膠乳，聚氨酯膠乳或聚酯膠乳制成的涂料。它們的厚度一般為0. 5到2微米，優(yōu)選在1微米左右。
用于本發(fā)明的抗磨和/或抗劃傷涂料可以是與不帶有抗磨和/或抗劃傷涂料的相同光學(xué)制品相比，任何通常用于改進(jìn)光學(xué)制品成品的抗磨和/或抗劃傷性能的涂料。該抗磨和/或抗劃傷涂料組合物，通過(guò)固化，得到了抗磨和/或抗劃傷涂層，其一般包含溶劑，諸如醇溶劑，例如甲醇，乙醇，丙醇，或者酮溶劑，或者可實(shí)現(xiàn)其在上面施涂的涂料的完整性的其他類型溶劑，如果該后者涂料未充分固化或者未交聯(lián)和/或包含不以共價(jià)鍵相連的物質(zhì)的話。優(yōu)選的抗磨和/或抗劃傷涂料是(甲基)丙烯酸酯基涂料和含有硅的涂料。后者是更優(yōu)選的，并且公開(kāi)在，例如，法國(guó)專利申請(qǐng)F(tuán)R270M86中，其在此通過(guò)引用并入本文?？鼓ネ繉拥暮穸纫话銥?微米到10微米，優(yōu)選2到6微米，更優(yōu)選3到5微米。本發(fā)明的可固化涂料組合物，施涂到基材上，通過(guò)固化，其提供了具有抗靜電性能以及優(yōu)選地，抗沖擊性的功能性透明涂層。其有時(shí)在該專利申請(qǐng)也稱為"抗靜電組合物"?？轨o電涂料組合物可以是溶液或分散體，兩術(shù)語(yǔ)在本專利申請(qǐng)中通用。這些術(shù)語(yǔ)指的是組分的混合物，其一般在宏觀尺度上(視覺(jué)上)是均一的，并且與所述組分的特定溶解度狀態(tài)或者粒度沒(méi)有關(guān)系。本發(fā)明的抗靜電溶膠/凝膠組合物的主要成分，其提供了抗靜電性能，是由組分A 的水解而產(chǎn)生的水解產(chǎn)物，所述組分A由至少一種或多種化合物組成，所述化合物含有至少一個(gè)聚氧化烯鏈段，優(yōu)選至少一個(gè)聚氧化乙烯鏈段和至少兩個(gè)-Si (X)n可水解的基團(tuán)，其中η是從1到3的整數(shù)，優(yōu)選3。正如已經(jīng)提及的，各-Si (X)n可水解基團(tuán)是硅醇基團(tuán)的前體。優(yōu)選地，構(gòu)成組分A的化合物在化合物分子的一個(gè)末端位置包括至少一個(gè)-Si (X) η，優(yōu)選一個(gè)Si)(3，可水解基團(tuán)。更優(yōu)選地，構(gòu)成組分A的化合物在化合物分子的一個(gè)末端位置各包括兩個(gè)-Si (X) n，更優(yōu)選兩個(gè)Si)(3，可水解基團(tuán)。X可以是H原子或任何通過(guò)水解而得到羥基的原子或殘基，諸如鹵素，尤其是Cl， 或者OR'基團(tuán)，其中R'是烷基，優(yōu)選C1-C4烷基，尤其是CH3或(2氏。組分A的化合物的首選類別是如下結(jié)構(gòu)式的化合物(R2O)3SiR3 (CH2CH2O) XR4(III)其中-R2相同或不同地是烷基，優(yōu)選C1-C4烷基，尤其是CH3或C2H5，-R3是二價(jià)殘基，優(yōu)選-(CH2) xl-或-(CH2) x2-NHC (0)-殘基，其中xl和x2是從1到 4的整數(shù)，優(yōu)選從1到3，-R4是H，烷基，優(yōu)選C1-C4烷基，尤其是CH3或C2H5，R5-C(O)-基團(tuán)，其中R5是烷基， 優(yōu)選C1-C4烷基，或者-R3Si (OR2) 3基團(tuán)，其中R2和R3如上所定義，并且，-χ是從3到50的整數(shù)，優(yōu)選從5到35，更優(yōu)選從9到35。該抗靜電涂料的最佳光學(xué)質(zhì)量在χ為20到30時(shí)獲得。結(jié)構(gòu)式(III)的化合物的商業(yè)性實(shí)例是-雙[N，N'-(三乙氧基甲硅烷基丙基)氨基羰基]聚氧化乙烯(9E0)；-雙[三乙氧基甲硅烷基丙基]聚氧化乙烯(25-30E0)；-雙[(3-甲基二甲氧基甲硅烷基)丙基]環(huán)氧丙烷；
-2-(甲氧基(聚乙烯氧基)丙基)三甲氧基硅烷；-2-(乙酰氧基(聚乙烯氧基)丙基)三乙氧基硅烷；-2-(甲氧基(聚乙烯氧基)丙基)三甲氧基硅烷；
-N-(三乙氧基甲硅烷基丙基)-0-聚氧化乙烯尿烷。甲氧基(聚乙烯氧基)丙基三甲氧基硅烷。這些化合物的大多數(shù)可從Gelest Inc獲得。理論上，組分A的干燥提取物一般占5重量％到95重量％，優(yōu)選10到95重量％， 基于涂料組合物的干燥提取物的理論重量。當(dāng)抗靜電涂料組合物是抗沖擊涂料組合物時(shí)，組分A—般占30重量％到95重量％，基于涂料組合物的干燥提取物的理論重量。當(dāng)抗靜電涂料組合物是抗磨涂料組合物時(shí)，組分A —般占5重量％到30重量％， 更優(yōu)選10到30重量％，基于涂料組合物的干燥提取物的理論重量。優(yōu)選地，構(gòu)成組分A的化合物的分子量為< 2000g/mol，更優(yōu)選從400到600g/ mol ο如前所述，任選組分B的一種或者多種化合物可以是如下結(jié)構(gòu)式的化合物Rn, Si(Z)4_n,(I)或它們的水解產(chǎn)物，其中R基團(tuán)相同或不同地表示單價(jià)的烷基，Z基團(tuán)相同或不同地表示可水解的基團(tuán)或氫原子，并且η'是等于0、1或2的整數(shù)，優(yōu)選0，其前提是，當(dāng)n'= 0時(shí)Z基團(tuán)不全部表示氫原子，并且優(yōu)選不全部表示氫原子。結(jié)構(gòu)式(I)的硅烷帶有直接連到硅原子上的兩個(gè)到四個(gè)Z基團(tuán)，各個(gè)均通過(guò)水解形成OH基團(tuán)，以及連接到硅原子的一個(gè)或者兩個(gè)單價(jià)有機(jī)R基團(tuán)。值得考慮的是，SiOH鍵合可以初始地存在于結(jié)構(gòu)式(I)的化合物中，其在該情況下被認(rèn)為是水解產(chǎn)物。水解產(chǎn)物也包括了硅氧烷鹽。Z基團(tuán)可表示可水解的基團(tuán)，其獨(dú)立地選自前述描述X基團(tuán)時(shí)列舉的可水解基團(tuán)。 優(yōu)選地，Z基團(tuán)是相同或者不同的可水解基團(tuán)。最優(yōu)選的R基團(tuán)是C1-C4烷基，諸如甲基，乙基，正丙基，異丙基，正丁基，異丁基，優(yōu)選甲基。最優(yōu)選的結(jié)構(gòu)式(I)化合物是具有結(jié)構(gòu)式Si (Z)4的那些。此類化合物的實(shí)例是四烷氧基硅烷，諸如四乙氧基甲硅烷Si (OC2H5) 4 (TEOS)，四甲氧基硅烷Si (OCH3) 4 (TMOS)，四 (正丙氧基)硅烷，四(異丙氧基)硅烷，四(正丁氧基)硅烷，四(仲丁氧基)硅烷或四 (叔丁氧基)硅烷，優(yōu)選TEOS。結(jié)構(gòu)式(I)的化合物也可選自烷基烷氧基硅烷，包括結(jié)構(gòu)式RSi(Z)3W化合物，例如烷基三烷氧基硅烷，諸如甲基三乙氧基甲硅烷(MTEOS)，或者結(jié)構(gòu)式Ii2Si (Z)2的化合物， 例如二烷基二烷氧基硅氧烷，諸如二甲基二乙氧基硅烷。任選的化合物B還可以是至少一種如下結(jié)構(gòu)式的化合物R1nlYmlSi (Z1)
4-nl-ml(II)或它們的水解產(chǎn)物，其中R1基團(tuán)相同或不同地表示通過(guò)碳原子連接到硅原子的單價(jià)有機(jī)基團(tuán)，Y基團(tuán)相同或不同地表示通過(guò)碳原子連接到硅原子并含有至少一個(gè)環(huán)氧官能的單價(jià)有機(jī)基團(tuán)，Z1基團(tuán)，相同的或不同地，表示可水解的基團(tuán)或氫原子，Hl1和Il1是這樣的整數(shù)，即其使得HI1等于1或2并且ni+mi = 1或2。Z1基團(tuán)獨(dú)立地并非限定性地表示H，烷氧基-0-R6，其中R6優(yōu)選表示直鏈或支化烷基或烷氧基烷基基團(tuán)，優(yōu)選C1-C4烷基，酰氧基-O-C (0) R7,其中R7優(yōu)選表示烷基，典型地 C1-C6烷基，更優(yōu)選甲基或乙基，鹵素基團(tuán)諸如Cl和Br，任選地用一個(gè)或者兩個(gè)官能團(tuán)諸如烷基或硅烷基團(tuán)取代的氨基，例如NHSiife3基團(tuán)，烯氧基基團(tuán)，諸如異丙烯氧基基團(tuán)，三烷基硅氧基基團(tuán)，例如三甲基硅氧基基團(tuán)。Z1基團(tuán)優(yōu)選是烷氧基，尤其是甲氧基，乙氧基，丙氧基或丁氧基，更優(yōu)選甲氧基或乙氧基。在這種情況下，結(jié)構(gòu)式(II)的化合物是烷氧基硅烷。整數(shù)II1和HI1定義了三組化合物(I I)結(jié)構(gòu)式Ii1YSi⑴、的化合物，結(jié)構(gòu)式 Y2Si⑴、的化合物，和結(jié)構(gòu)式Y(jié)Si (Z1) 3的化合物。在這些化合物中，具有結(jié)構(gòu)式Y(jié)Si (Z1) 3的環(huán)氧基硅烷是優(yōu)選的。通過(guò)Si-C鍵連接到硅原子上的單價(jià)R1基團(tuán)是有機(jī)基團(tuán)。這些基團(tuán)可以是，非限定性地，烴基團(tuán)，或者飽和或者不飽和，優(yōu)選C1-Cltl基團(tuán)和更優(yōu)選C1-C4基團(tuán)，例如烷基，優(yōu)選 C1-C4烷基，諸如甲基或乙基，氨基烷基基團(tuán)，鏈烯基，諸如乙烯基，C6-C10芳基，例如任選取代的苯基，尤其是用一個(gè)或多Ac1-C4烷基取代的苯基，芐基，(甲基)丙烯酰氧烷基基團(tuán)，或者對(duì)應(yīng)上述列舉的烴基的氟化或全氟化基團(tuán)，例如氟烷基或全氟化烷基，或者(多)氟或全氟代烷氧基[(多)烷氧基]烷基。最優(yōu)選的R1基團(tuán)是烷基，尤其C1-C4烷基，并理想地是甲基。通過(guò)Si-C鍵連接到硅原子的單價(jià)Y基團(tuán)是有機(jī)基團(tuán)，因?yàn)樗鼈兒兄辽僖粋€(gè)環(huán)氧官能團(tuán)，優(yōu)選一個(gè)環(huán)氧官能團(tuán)。環(huán)氧官能團(tuán)，指的是這樣的原子基團(tuán)，其中氧原子直接連接到兩個(gè)相鄰碳原子或者包含在含碳鏈或者含碳環(huán)體系中的非相鄰碳原子上。在環(huán)氧官能團(tuán)中，優(yōu)選環(huán)氧乙烷官能團(tuán)，即，飽和的三元環(huán)醚基團(tuán)。結(jié)構(gòu)式(II)的環(huán)氧基硅烷化合物提供了高度交聯(lián)的基質(zhì)。該優(yōu)選的環(huán)氧基硅烷在Si原子和環(huán)氧官能團(tuán)之間提供了有機(jī)連接，其提供了特定水平的柔韌性。優(yōu)選的Y基團(tuán)是結(jié)構(gòu)式(IV)和(V)的基團(tuán)
權(quán)利要求
1.一種抗靜電的溶膠/凝膠形成涂料組合物，所述組合物包括(a)由組分A的至少部分水解得到的水解產(chǎn)物，所述組分A由一種或多種可聚合的化合物組成，所述化合物含有至少一個(gè)聚氧化烯鏈段和至少一個(gè)-Si (X)n可水解基團(tuán)，優(yōu)選至少兩個(gè)，更優(yōu)選2個(gè)，其中η是從1到3的整數(shù)，并且X基團(tuán)相同或者不同地表示OH基團(tuán)的前體；(b)任選地，至少一種組分B，所述組分B由一種或多種如下結(jié)構(gòu)式的化合物或它們的水解產(chǎn)物Rn- Si(Z)4_n,(I)其中R基團(tuán)相同或不同地表示單價(jià)的烷基，Z基團(tuán)相同或不同地表示可水解的基團(tuán)或氫原子，并且η'是等于0，1或2的整數(shù)，優(yōu)選0，其前提是，當(dāng)n' =0時(shí)Z基團(tuán)不全部表示氫原子，并且優(yōu)選不全部表示氫原子，和/或如下結(jié)構(gòu)式的化合物或它們的水解產(chǎn)物組成R nlYmlSi (Z ) 4-nl-ml(工工)其中R1基團(tuán)相同或不同地表示通過(guò)碳原子連接到硅原子的單價(jià)有機(jī)基團(tuán)，Y基團(tuán)相同或不同地表示連接到硅原子并含有至少一個(gè)環(huán)氧官能的單價(jià)有機(jī)基團(tuán)，Z1基團(tuán)，相同的或不同地，表示可水解的基團(tuán)或氫原子，ml和nl是這樣的整數(shù)，即其使得ml等于1或2并且 nl+ml = 1 或 2 ；(c)至少一種無(wú)機(jī)金屬鹽；并且組分A和任選的組分B這樣地選擇，即其使得所述組合物的聚合形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，所述組合物的干燥提取物含有低于5重量％的游離的聚氧化烯聚合物，優(yōu)選低于2重量％，更優(yōu)選低于1重量％，更優(yōu)選低于0. 5重量％，并且最優(yōu)選完全不含有任何游離的聚氧化烯聚合物。
2.權(quán)利要求1的組合物，其中組分A的一種或者多種化合物在所述化合物的一個(gè)末端位置包括至少一個(gè)-Si (X)n可水解基團(tuán)，優(yōu)選一個(gè)SU3基團(tuán)。
3.權(quán)利要求1的組合物，其中組分A的一種或者多種化合物包括兩個(gè)-Si(X)n可水解基團(tuán)，優(yōu)選兩個(gè)3^(3基團(tuán)，在所述化合物的各末端位置各一個(gè)。
4.權(quán)利要求1到3任一項(xiàng)的組合物，其中X基團(tuán)相同或者不同地選自H，鹵素原子，優(yōu)選Cl，和OR'基團(tuán)，其中R'是烷基，優(yōu)選C1-C4烷基。
5.權(quán)利要求1到4任一項(xiàng)的組合物，其中組分A包含如下結(jié)構(gòu)式的一種或者多種化合物(R2O)3SiR3(CH2CH2O)xR4 (III) 其中-R2相同或不同地是烷基，優(yōu)選C1-C4烷基，尤其是CH3或C2H5，-R3是二價(jià)殘基，優(yōu)選-(CH2) xl-或-(CH2) x2-NHC (0)-殘基，其中Xl是從1到4的整數(shù)， 并且x2是1到4的整數(shù)，-R4是H，烷基，優(yōu)選C1-C4烷基，R5-C(O)-基團(tuán)，其中R5是烷基，優(yōu)選C1-C4烷基，或者-R3Si (OR2)3基團(tuán)，其中R2和R3如上所定義，并且，-χ是從3到50的整數(shù)，優(yōu)選從5到35，更優(yōu)選從9到35。
6.權(quán)利要求1到5任一項(xiàng)的組合物，其中組分B的一種或者多種化合物選自烷氧基硅烷，烷基烷氧基硅烷，環(huán)氧基硅烷和環(huán)氧基烷氧基硅烷。
7.權(quán)利要求1到6任一項(xiàng)的組合物，其中無(wú)機(jī)金屬鹽是堿金屬鹽。
8.權(quán)利要求1到7任一項(xiàng)的組合物，其中組分A的理論干燥提取物占30重量％到95 重量％，基于組合物的干燥提取物的理論重量。
9.權(quán)利要求1到8任一項(xiàng)的組合物，其中組分B占0重量％到60重量％，基于組合物的干燥提取物的理論重量。
10.權(quán)利要求1到9任一項(xiàng)的組合物，其中無(wú)機(jī)金屬鹽占5重量％到25重量％，基于組合物的干燥提取物的理論重量。
11.權(quán)利要求1到10任一項(xiàng)的組合物，其中聚硅氧烷占75重量％到95重量％，基于組合物的干燥提取物的理論重量。
12.—種在具有至少一個(gè)表面的光學(xué)基材上形成至少兩個(gè)涂層的堆疊的方法，其包括(a)在基材的至少一個(gè)表面上沉積如如權(quán)利要求1-11任一項(xiàng)所述的抗靜電組合物的層；(b)至少部分地固化沉積的層；并且(c)在步驟(b)中獲得的固化層上沉積另一涂料組合物的層。
13.權(quán)利要求12的方法，其中所述另一涂料組合物是抗磨涂料組合物。
14.權(quán)利要求12或13的方法，其中光學(xué)基材包含一個(gè)或者多個(gè)功能性涂層，抗靜電組合物沉積到所述一個(gè)或者多個(gè)功能性涂層上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種抗靜電涂料組合物，其包括如下物質(zhì)的至少部分水解得到的水解產(chǎn)物組分A，其由一種或多種可聚合的化合物組成，所述化合物含有至少一個(gè)聚氧化烯鏈段和至少一個(gè)-Si(X)n可水解基團(tuán)，其中n是從1到3的整數(shù)，X基團(tuán)表示OH基團(tuán)的前體；至少一種無(wú)機(jī)金屬鹽；和任選地，至少一種組分B，其由一種或多種結(jié)構(gòu)式Rn′Si(Z)4-n′或者結(jié)構(gòu)式R1n1Ym1Si(Z1)4-n1-m1的化合物組成，其中R基團(tuán)是單價(jià)的烷基，Z和Z1基團(tuán)是可水解的基團(tuán)或氫原子，R1基團(tuán)是通過(guò)碳原子連接到硅原子的單價(jià)有機(jī)基團(tuán)，Y基團(tuán)是連接到硅原子并含有至少一個(gè)環(huán)氧官能的單價(jià)有機(jī)基團(tuán)，n′是等于0，1或2的整數(shù)，m1和n1是這樣的整數(shù)，即其使得m1等于1或2并且n1+m1＝1或2，組分A和任選的組分B這樣地選擇，即其使得所述組合物的聚合形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，所述組合物的干燥提取物含有低于5重量％的游離的聚氧化烯(PEO)聚合物的干燥提取物。
文檔編號(hào)C09D183/12GK102421863SQ201080019904
公開(kāi)日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2010年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月7日
發(fā)明者B·費(fèi)雷, X·羅, Z·王 申請(qǐng)人:埃西勒國(guó)際通用光學(xué)公司