[發(fā)明專利]涂布液、改性二氧化硅膜及其制備方法

有效

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• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN104130601B
• 公開（公告）日: 2016-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 小堀重人
• 申請（專利權(quán)）人: 第一毛織株式會社
• 主分類號: C09D1/00
• 分類號: C09D1/00;C09D183/16;C09D7/00;G02B1/10
• 代理公司: 北京德琦知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11018
• 代理人: 康泉;王珍仙

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于制備改性二氧化硅膜的方法及使用該方法制備的改性二氧化硅膜。

背景技術(shù)

由于通過聚硅氮烷的二氧化硅轉(zhuǎn)變(即固化)制備的二氧化硅膜呈現(xiàn)接近于玻璃強(qiáng)度的強(qiáng)度，所以二氧化硅膜經(jīng)常被用于改善各種膜的表面強(qiáng)度。近來，對使用二氧化硅膜改善光學(xué)膜的表面強(qiáng)度的需求不斷遞增。這里，光學(xué)膜為，例如結(jié)合到顯示器的表面上的抗反射膜。

雖然這樣的光學(xué)膜需要良好的耐擦傷性、防污性能等，但是通過聚硅氮烷的二氧化硅轉(zhuǎn)變制備的二氧化硅膜在耐擦傷性、防污性能等方面呈現(xiàn)不足的性能。因此，需要對二氧化硅膜改性。在專利文獻(xiàn)1(JP2006-82341A)中，作為改性二氧化硅膜的方法，斥水性和斥油性賦予劑加入到聚硅氮烷中，后面是聚硅氮烷的二氧化硅轉(zhuǎn)變。這里，所述斥水性和斥油性賦予劑為具有能結(jié)合到所述聚硅氮烷的結(jié)合基團(tuán)的反應(yīng)性含氟聚合物。

然而，由于聚硅氮烷非常有活性，當(dāng)其中加入反應(yīng)性含氟樹脂時，在聚硅氮烷的二氧化硅轉(zhuǎn)變前，聚硅氮烷與反應(yīng)性含氟聚合物反應(yīng)。此外，聚硅氮烷與反應(yīng)性含氟聚合物反應(yīng)的反應(yīng)位點(diǎn)在二氧化硅轉(zhuǎn)變時不與周圍的二氧化硅骨架交聯(lián)。因此，改性二氧化硅膜的交聯(lián)密度和強(qiáng)度減小。這樣，專利文獻(xiàn)1中公開的技術(shù)具有問題，在于改性二氧化硅膜的強(qiáng)度減小。此外，通過改性二氧化硅膜在強(qiáng)度上的劣化證實(shí)了反應(yīng)性含氟聚合物與聚硅氮烷的反應(yīng)。然而，由于一些反應(yīng)性含氟聚合物通過與聚硅氮烷的反應(yīng)引起聚硅氮烷溶液的白色渾濁，所以還可由這樣的白色渾濁證實(shí)反應(yīng)性含氟聚合物與聚硅氮烷的反應(yīng)。

為了解決這樣的問題，提出了所謂的雙層涂布。在雙層涂布中，其中僅溶解聚硅氮烷的聚硅氮烷溶液涂布到光學(xué)膜上，并干燥，然后是聚硅氮烷的二氧化硅轉(zhuǎn)變。因此，二氧化硅膜，即硬涂層形成在光學(xué)膜上。此外，反應(yīng)性含氟聚合物溶液涂布到硬涂層上，然后干燥，從而在硬涂層上形成保護(hù)層。

然而，在雙層涂布中，進(jìn)行兩次涂布，并且必須以高精度(例如無缺陷)進(jìn)行每次涂布。因此，存在著另一個問題，在于硬涂層和保護(hù)層的制備需要大量的工作。由于這樣的問題，所以通過雙層涂布制備的包含硬涂層和保護(hù)層的光學(xué)膜極其昂貴，因此不能普遍地獲得。

發(fā)明內(nèi)容

構(gòu)思本發(fā)明以解決本領(lǐng)域中這樣的問題，并且本發(fā)明的方面提供了用于容易地制備改性二氧化硅膜的方法及使用所述方法制備的改性二氧化硅膜，所述改性二氧化硅膜具有比典型的改性二氧化硅膜更高的強(qiáng)度。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，用于制備改性二氧化硅膜的方法可包括：通過在含氟溶劑中溶解反應(yīng)性含氟聚合物而制備反應(yīng)性含氟聚合物溶液，其中所述反應(yīng)性含氟聚合物包含可結(jié)合到聚硅氮烷的結(jié)合基團(tuán)；通過在用于聚硅氮烷的溶劑中溶解聚硅氮烷而制備聚硅氮烷溶液，所述用于聚硅氮烷的溶劑與所述含氟溶劑不混溶并呈現(xiàn)比所述反應(yīng)性含氟聚合物和所述含氟溶劑更高的表面張力；通過混合所述聚硅氮烷溶液與所述反應(yīng)性含氟聚合物溶液而制備涂布液；通過在基板上涂布所述涂布液而形成涂層；從所述涂層中去除所述用于聚硅氮烷的溶劑和所述含氟溶劑；和在所述反應(yīng)性含氟聚合物的結(jié)合基團(tuán)結(jié)合到所述聚硅氮烷的同時將所述聚硅氮烷轉(zhuǎn)變成二氧化硅。

根據(jù)這個方面，所述涂層的反應(yīng)性含氟聚合物溶液自然地滲出到所述涂層的表面。因此，所述改性二氧化硅膜，即所述硬涂層和所述保護(hù)層可僅通過涂布所述涂布液到基板上而在一個層中形成。因此，可容易地制備所述改性二氧化硅膜。此外，由于所述涂層的反應(yīng)性含氟聚合物溶液滲出到所述涂層的表面，抑制了所述反應(yīng)性含氟聚合物與所述聚硅氮烷的反應(yīng)。因此，與典型的改性二氧化硅膜相比，所述改性二氧化硅膜呈現(xiàn)改善的強(qiáng)度。

這里，通過從用于聚硅氮烷的溶劑的表面張力中減去所述反應(yīng)性含氟聚合物和所述含氟溶劑兩個表面張力中較大的表面張力而計算的表面張力的差值可為5mN/m或更大。

根據(jù)這個方面，所述反應(yīng)性含氟聚合物溶液可更有效地滲出到所述涂層的表面。

此外，所述用于聚硅氮烷的溶劑可為疏水且非極性的有機(jī)溶劑。

由于所述用于聚硅氮烷的溶劑為疏水且非極性的有機(jī)溶劑，所以所述用于聚硅氮烷的溶劑與所述含氟溶劑不混溶。因此，所述反應(yīng)性含氟聚合物溶液可更有效地滲出到所述涂層的表面。

此外，所述用于聚硅氮烷的溶劑可包括選自由二丁醚、二甲苯、礦物松節(jié)油、石油烴和高沸點(diǎn)芳香烴組成的組中的至少一種。

根據(jù)這個方面，所述用于聚硅氮烷的溶劑可包括選自由二丁醚、二甲苯、礦物松節(jié)油、石油烴和高沸點(diǎn)芳香烴組成的組中的至少一種。這些溶劑與所述含氟溶劑不混溶。因此，所述反應(yīng)性含氟聚合物溶液可更有效地滲出到所述涂層的表面。