專利名稱：用于可著色的耐磨透明硬質涂層的熱固性組合物的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及基于硅烷的熱固性涂料組合物，涉及由此獲得的透明的可著色硬質涂層，以及涉及包含這種硬質涂層的光學制品，尤其是眼鏡鏡片。
背景技術：
透明有機材料(有機玻璃)的眼鏡鏡片比無機玻璃更輕且更不易碎，并且目前得到廣泛使用。有機玻璃的一個主要問題是其相當低的抗刮痕和抗磨損性。因此，通常通過施用熱固性或光固性涂料組合物，例如基于烷氧基硅烷和二氧化硅的組合物，并在合適的催化劑存在下使烷氧基硅烷聚合，來保護由熱塑性聚合物或熱固性聚合物制成的眼鏡鏡片。當此類有機玻璃由不可著色的材料(如熱塑性聚碳酸酯)制成時，應該通過浸潰 于染色浴中使硬質涂層進一步地容易著色。然而，大多數現有技術的可著色硬質涂層與無機玻璃相比仍然缺乏耐磨性。例如，US 5，013，608公開了基于膠態(tài)二氧化硅、環(huán)氧官能烷氧基硅烷、多官能交聯(lián)劑和選定的著色增強劑的可著色的耐磨涂料組合物。雖然這些現有技術文件所述的涂料組合物、如SDC出售的產品TC332，具有相當令人滿意的著色性，但遺憾的是，其ISTM Bayer耐磨性并沒有超過約1-1. 3。

發(fā)明內容
申請人:現已開發(fā)出基于環(huán)氧官能烷氧基硅烷的特殊涂料組合物，其具有明顯高于已知組合物的優(yōu)異的著色性和ISTM Bayer耐磨性。不同于以上參考文獻公開的組合物，本發(fā)明的涂料組合物不含任何針對環(huán)氧基的多官能交聯(lián)劑。這些組合物還使用了可與組合物的其他成分共聚并且迄今為止從未用于同樣目的的著色增強化合物。本發(fā)明涉及一種熱固性涂料組合物，其在固化后形成透明的可著色耐磨涂層，所述熱固性涂料組合物在水性溶劑或水-有機溶劑中包含以下組分(A)到(D)(A)包含至少兩個烷氧基的環(huán)氧官能硅烷化合物的水解產物；(B)具有1-100 μ m的平均粒徑的膠態(tài)二氧化硅；(C)式 Al (O-C1^4 烷基)nY3_n 的鋁螯合物，其中η 是 O、I 或 2，以及 Y 是選自 M-C ( = O) -CH2-C ( = O) -M和 M-C ( = O) -CH2-C (=O) O-M的配體，其中每個M獨立地是Ch4烷基；以及(D)式(Ia)或(Ib)的甲硅烷基化的聚四氫呋喃的水解產物，
權利要求
1.熱固性涂料組合物，其在固化后形成透明的可著色耐磨涂層，所述熱固性涂料組合物在水性或水-有機溶劑中包含 (A)含有至少兩個烷氧基的環(huán)氧官能硅烷化合物的水解產物； (B)具有1-100μ m的平均粒徑的膠態(tài)二氧化硅； (C)式Al(O-C1^4烷基)nY3_n的鋁螯合物， 其中 η 是 0、1 或 2，以及 Y 是選自 M-C( = O)-CH2-C( = 0)_Μ 和 M-C( = O)-CH2-C(=O) O-M的配體， 其中每個M獨立地是CV4烷基；以及 (D)式(Ia)或(Ib)的甲硅烷基化聚四氫呋喃的水解產物，
2.根據權利要求I的熱固性涂料組合物，其中所述環(huán)氧官能硅烷化合物的水解產物選自包含三個直接與硅原子鍵合的烷氧基和一個通過Si-C鍵與硅原子鍵合的環(huán)氧官能基的硅烷化合物的水解產物。
3.根據權利要求2的熱固性涂料組合物，其中所述環(huán)氧官能硅烷化合物具有下式
4.根據權利要求3的熱固性涂料組合物，其中所述環(huán)氧官能硅烷化合物是Y-環(huán)氧丙氧丙基二甲氧基娃燒。
5.根據權利要求1-4中任一項的熱固性涂料組合物，其還包含(E)式SiT2Z2的硅烷化合物的至少一種水解產物，其中每個T是在水解后產生硅烷醇基的有機基團，優(yōu)選C1,烷氧基；以及每個Z是不與組合物的組分起反應的、通過Si-C鍵與硅原子鍵合的有機基團，優(yōu)選C1,烷基或c6_1(l芳基。
6.根據權利要求5的熱固性涂料組合物，其中所述式SiT2Z2的硅烷化合物選自二甲基~■甲氧基娃燒、~■甲基~■乙氧基娃燒和甲基苯基_■甲氧基娃燒構成的組。
7.根據權利要求1-6中任一項的熱固性涂料組合物，其中組分(A)、(B)、(C)、⑶和(E)基于組合物總重量的以下重量比是5% -25%份的(A) 10% -30%的(B) O.2% -2%的(C) 2% -20%的(D)， 任選地1% -10%的(E)。
8.根據權利要求1-7中任一項的組合物，所述組合物包含至少I重量％的水。
9.根據權利要求1-8中任一項的組合物，其中所述組合物的總固體含量為30-70重量％，優(yōu)選40-60重量％。
10.根據權利要求1-9中任一項的組合物，其中所述二氧化硅組分(B)為所述組合物的總固體的40-60重量％，優(yōu)選45-55重量％。
11.一種在透明基體上形成耐磨硬質涂層的方法，所述方法包括以下的相繼步驟 (i)給透明有機聚合物基體涂上如權利要求ι- ο中任一項所限定的熱固性組合物的薄層， ( )加熱涂有所述熱固性組合物的基體至至少70°C、優(yōu)選75°C _90°C的溫度，保持至少5分鐘，以便形成無粘性的涂層， (iii)加熱具有無粘性涂層的光學制品至至少95°C、優(yōu)選100-110°C的溫度，保持至少2小時，優(yōu)選2. 5-3. 5小時，以便獲得具有完全固化的、不可溶的硬質涂層的光學制品。
12.根據權利要求11的方法，其中，在步驟(i)中，通過旋涂或浸涂使所述基體涂上所述熱固性組合物。
13.一種光學制品，其包含由權利要求1-10中任一項的熱固性組合物的熱固化得到的透明的、不可溶的硬質涂層。
14.根據權利要求16的光學制品，其中最終硬質涂層具有2.9-6. 5 μ m、優(yōu)選4_5 μ m的厚度。
15.根據權利要求13或15的光學制品，所述制品是眼鏡鏡片。
全文摘要
本發(fā)明涉及形成透明的可著色耐磨涂層的熱固性涂料組合物，所述組合物在水性或水-有機溶劑中包含(A)含有至少兩個烷氧基的環(huán)氧官能硅烷化合物的水解產物；(B)具有1-100μm的平均粒徑的膠態(tài)二氧化硅；(c)式Al(O-C1-4烷基)nY3-n的鋁螯合物，其中n是0、1或2，以及Y是選自M-C(＝O)-CH2-C(＝O)-M和M-C(＝O)-CH2-C(＝O)O-M的配體，其中每個M獨立地是C1-4烷基；以及(D)式(Ia)或(Ib)的甲硅烷基化聚四氫呋喃的水解產物，所述熱固性組合物不含任何選自多官能羧酸和多官能酸酐的多官能交聯(lián)劑。
文檔編號C09D201/10GK102812097SQ201180014423
公開日2012年12月5日 申請日期2011年3月23日 優(yōu)先權日2010年3月25日
發(fā)明者宋立新, P·W·張 申請人:埃西勒國際通用光學公司