[發(fā)明專(zhuān)利]在光學(xué)制品上制備抗靜電UV可固化硬涂層的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201180064096.2
• 申請(qǐng)日: 2011-01-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103298893A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R·瓦勒里
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 埃西勒國(guó)際通用光學(xué)公司
• 主分類(lèi)號(hào): C09D5/24
• 分類(lèi)號(hào): C09D5/24;C09D4/00;C09D183/06;G02B1/10
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 彭立兵;林柏楠

本發(fā)明涉及一種在光學(xué)制品上生產(chǎn)抗靜電UV固化硬涂層的方法，其使用基于環(huán)氧烷基烷氧基硅烷的UV可固化單體溶液和三芳基锍(triarylsulfonium)鹽或二芳基碘(diaryliodonium)鹽作為光引發(fā)劑。

使用耐磨涂層涂覆的塑料元件尤其塑料鏡片上的靜電荷的積聚吸灰塵且在很多應(yīng)用中是不可接受的。就眼鏡來(lái)說(shuō)，這些灰塵顆粒產(chǎn)生光散射或者渾濁，這可能?chē)?yán)重地限制佩戴者的視敏度并需要頻繁清理。

可以通過(guò)首先使用透明導(dǎo)電涂層涂覆基材接著涂覆耐磨硬涂層或者將導(dǎo)電分子或者顆粒并入到硬涂層本身來(lái)實(shí)現(xiàn)在光學(xué)制品上透明涂層的抗靜電性。

本發(fā)明基于以下發(fā)現(xiàn)：可能通過(guò)使用相當(dāng)高濃度的選定的光引發(fā)劑制備具有良好抗靜電性能的優(yōu)異的基于環(huán)氧的UV固化透明硬涂層，所述光引發(fā)劑的降解產(chǎn)物殘留在它們起到抗靜電導(dǎo)電成分的作用的硬涂層中。已經(jīng)令人吃驚的發(fā)現(xiàn)僅使用在UV固化前不會(huì)水解的環(huán)氧硅烷單體可以得到優(yōu)異抗靜電性能的最終硬涂層。

這是相當(dāng)令人吃驚的，因?yàn)樯婕把坨R片上制備UV可固化硬涂層的數(shù)篇文獻(xiàn)明確教導(dǎo)在UV固化步驟前在UV可固化組合物中使環(huán)氧硅烷單體水解。

例如US6100313、US6780232、和US7037585公開(kāi)在光學(xué)基材上制備基于環(huán)氧的硬涂層的方法，包含將一部分環(huán)氧官能化烷氧基硅烷完全水解、然后添加未水解的環(huán)氧官能化硅烷以降低粘度和增加涂料組合物的穩(wěn)定性的步驟。類(lèi)似的，US2008/0047468公開(kāi)制備UV固化的、易染色硬涂層的方法，所述方法包含，作為第一步，在涂料溶液中三烷氧基硅烷單體的水解。

本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)不僅可能無(wú)需以前的水解三烷氧基硅烷制備UV固化透明硬涂層，由此抑制在前述現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)中描述的粘度問(wèn)題，而且當(dāng)使用三芳基锍鹽或二芳基碘鹽二者作為光引發(fā)劑和抗靜電劑時(shí)沒(méi)有水解是對(duì)于得到優(yōu)異抗靜電性能基本特征。

本發(fā)明由此涉及在光學(xué)制品上制備抗靜電UV-固化硬涂層的方法，包含：

(a)使用基本無(wú)水的溶液涂覆有機(jī)或無(wú)機(jī)光學(xué)基材，所述溶液包含相對(duì)于溶液的總干物質(zhì)20重量%-90重量%的至少一種未水解的環(huán)氧烷基三烷氧基硅烷和相對(duì)于溶液的總干物質(zhì)至少3.2重量%的選自三芳基锍鹽或二芳基碘鹽或其混合物、優(yōu)選包含三芳基锍鹽的光引發(fā)劑，

(b)通過(guò)使用UV射線輻照固化得到的涂層，

所述方法優(yōu)選不包含在UV固化步驟前的任何水解步驟。

在本申請(qǐng)中當(dāng)按規(guī)定環(huán)氧硅烷單體以“未水解的形式”被固化或者當(dāng)所述方法被定義為“在UV固化步驟前不包含任何水解步驟”，這意味著當(dāng)單體溶液經(jīng)過(guò)輻照步驟時(shí)，至少90%、優(yōu)選至少95%和甚至更優(yōu)選至少98%的三烷氧基硅烷的烷氧基仍然被共價(jià)連接到硅原子上且還沒(méi)有被水解成硅醇基團(tuán)。

在本發(fā)明的方法的步驟(a)中，使用包含例如未水解的環(huán)氧三烷氧基硅烷單體和具有親核性反離子的三芳基锍鹽或二芳基碘鹽兩種必須成分的基本無(wú)水的溶液涂覆的光學(xué)基材。三芳基锍鹽是陽(yáng)離子光引發(fā)劑，其在光照下將會(huì)裂解并產(chǎn)生芳基自由基和二芳基锍鹽陽(yáng)離子自由基(參見(jiàn)J.V.Crivello,D.A.Conlon,and?J.L.Lee,“在同一分子中具有兩個(gè)和三個(gè)光活性三芳基锍鹽基團(tuán)的陽(yáng)離子光引發(fā)劑的合成和表征”,高分子通報(bào),14,279–286(1985))。二芳基锍鹽陽(yáng)離子自由基然后在接下來(lái)的反應(yīng)中產(chǎn)生強(qiáng)質(zhì)子酸，其引發(fā)環(huán)氧官能單體的陽(yáng)離子聚合(環(huán)氧開(kāi)環(huán))和在光分解期間使用大氣濕度同時(shí)催化烷氧基硅烷基團(tuán)的水解和縮合(溶膠-凝膠法)。二芳基碘鹽的反應(yīng)機(jī)理與三芳基锍鹽是非常類(lèi)似的。

除了引發(fā)環(huán)氧烷基三烷氧基硅烷的烷氧基硅烷基團(tuán)的水解和環(huán)氧基的陽(yáng)離子聚合外，三芳基锍鹽或二芳基碘鹽，或它們的降解產(chǎn)品作為導(dǎo)電抗靜電劑。

可以通過(guò)根據(jù)ISTM-02-066測(cè)量“衰減時(shí)間”評(píng)估材料的抗靜電性能。衰減時(shí)間是在電暈放電后具有36.7%的初始最大電壓殘余的時(shí)間。普遍認(rèn)為衰減時(shí)間少于1秒是優(yōu)秀的和衰減時(shí)間小于0.25秒是非常優(yōu)秀的。

發(fā)明人已經(jīng)測(cè)量了包含增加量的三芳基锍鹽的硬涂層的抗靜電性能(參見(jiàn)實(shí)施例1)和已經(jīng)發(fā)現(xiàn)存在約3重量%的最小極限濃度，在其以下成品固化硬涂層衰減時(shí)間顯著增加，也就是抗靜電性能不受歡迎地降低。

本發(fā)明的方法由此使用包含相對(duì)于組合物的總干物質(zhì)，至少3.2重量%、優(yōu)選在3.5重量%和15重量%之間、更優(yōu)選在4.0重量%和15重量%之間的至少一種三芳基锍鹽或二芳基碘鹽或其混合物、優(yōu)選三芳基锍鹽的涂料組合物。