用于可固化涂層的混合環氧-丙烯酸與氧化鋯納米復合材料的制作方法
【專利說明】用于可固化涂層的混合環氧-丙稀酸與氧化錯納米復合材料 相關申請的交叉引用 [0001 ] 不適用。 共同研究協議的當事人
[0002] 依視路國際有限公司（Compagnie Generale D'Optique)和上海大學。
技術領域
[0003] 本發明屬于硬涂層材料領域，并且更具體地設及用于制備此類涂層的組合物和方 法。
【背景技術】
[0004] 在此披露的組合物、物品、W及方法在許多領域(諸如硬涂層）中具有應用。此披露 集中于眼科領域中的應用。更確切地說，此披露集中于產生UV可固化的高折射率(RI)、透明 的、低霧度涂層的方法。
[0005] 混合環氧-丙締酸涂層提供良好的機械和光學特性。此類混合配制品用于光學涂 層應用中，尤其用于塑料眼科鏡片的UV-固化的涂層中。
[0006] 由于其獨特的、高折射率(RI) W及其他機械特性，諸如硬度和耐久性，二氧化錯 (Zr〇2)納米微粒已經被研究用于保護涂層、W及尤其是光學涂層中。
[0007] 二氧化錯已經依次分散在丙締酸單體中或環氧單體中。例如，Zr〇2膠體可W分散 在丙締酸或環氧單體中，其中Zr化納米微粒表面首先被功能化(如用硅烷化合物）。在丙締 酸或環氧單體中分散的Zr化膠體可W提供穩定的、透明的流體，能夠施用在表面上作為涂 層。
[000引已經認為Zr化在丙締酸和環氧單體一起的混合物中的膠態分散體將提供對于諸 如塑料鏡片的應用更好的光學和機械涂層特性。然而，丙締酸Zr化膠體和環氧Zr化膠體尚未 成功地混合在一起用于涂層應用。該混合物變得不透明或凝膠化(使該混合物不適合于作 為涂層施用）。對于分散在環氧-丙締酸體系的混合物中的Zr化膠體不存在令人滿意的解決 方案。
[0009]因此，對于組合物、W及制造組合物的方法存在需要，該組合物包含在環氧-丙締 酸混合體系中的高折射率、Zr〇2納米顆粒膠體涂覆溶液用于UV可固化的涂層應用。 概述
[0010]在此創新中，披露了用于將化〇2納米顆粒分散在混合環氧-丙締酸單體溶液中的 方法，其中該二氧化錯是用丙締酸硅烷官能化的。該組合物在室溫下是半透明的液體。
[0011] 該組合物可W用來形成可固化組合物，該可固化組合物可W涂覆到表面上并且然 后UV固化。此外，所提供的組合物在UV固化之后產生在聚碳酸醋(PC)鏡片上的低霧度涂層。
[0012] 根據本發明的組合物包含:包含丙締酸單體和環氧單體的連續液相；W及包含用 丙締酸硅烷改性的Zr化的分散納米微粒;并且其中該組合物是穩定的并且當涂覆在鏡片上 時對于可見光是透明的。
[0013] 根據本發明的用于形成或使用該組合物的方法包括W下步驟:將丙締酸硅烷和基 于甲醇的Zr化溶膠混合W產生基于甲醇的硅烷改性的Zr化溶膠;然后至少將丙締酸單體、環 氧單體、W及基于甲醇的硅烷改性的Zr化溶膠混合W獲得該組合物。最終，甲醇溶劑可W移 除或留在其中，當必要時。
[0014] 該組合物和方法可W被適配為用于涂覆到另一個基底(如眼科鏡片)上。
[0015] 因此，提供了一種光學物品，該物品包含：眼科鏡片基底；W及在該眼科鏡片基底 上的透明的、固化的涂層，其中該涂層包括:包含丙締酸-環氧共聚物的連續固相；W及用丙 締酸硅烷改性的Zr化的分散納米微粒。
[0016] 在閱讀W下詳細描述后，本發明的運些和其他方面對于本領域技術人員將是明顯 的。雖然本發明易于有各種修改和替代形式，其具體實施例將進行詳細描述并通過舉例示 出。然而，應理解的是，并不旨在將本發明限于所披露的具體形式，但是，相反，本發明將覆 蓋落入如所附權利要求書中表示的本發明的精神和范圍內的所有修改和替代方案。 詳細說明
[0017] 除了在本披露中明確地和清楚地定義的范圍之外或除非特定背景另外要求一個 不同的含義，否則在此使用的詞語或術語具有其在本披露的領域中的普通、平常的含義。
[0018] 如果在本披露和可W通過引用結合的一個或多個專利或其他文件中的詞語或術 語的使用上存在任何沖突，則應采用與本說明書一致的定義。
[0019] 詞語"包含"、"含有"、"包括"、"具有"W及其所有語法變化形式旨在具有開放的、 非限制性的含義。例如，包含一種組分的一種組合物不排除具有另外的組分，包括一個零件 的一個設備不排除具有另外的零件，并且具有一個步驟的一種方法不排除具有另外的步 驟。當使用運類術語時，具體地包括且披露了"基本上肚'或"由"所指定的組分、零件和步驟 組成的組合物、設備和方法。如本文所用，詞語"基本上由…組成及其所有語法變化形式 旨在將權利要求的范圍限制為所指定的材料或步驟W及實質上不會影響所要求保護的發 明的一種或多種基本的和新穎的特征的那些材料或步驟。
[0020] 不定冠詞"一個(種）（a/an)"意指一個(種)或多于一個(種）的該冠詞所引入的組 分、零件或步驟。
[0021] 每當披露具有下限和上限的程度或測量的數值范圍時，還旨在具體地披露落入該 范圍內的任何數字和任何范圍。例如，每一值范圍（呈"從a至b"、或"從約a至約b"、或"從約a 至b"、"從大約a至b" W及任何類似表述的形式，其中V'和V表示程度或測量的數值)應被 理解為闡明包含在更廣泛的值范圍內的每一個數字和范圍。
[0022] 術語如"第一"、"第二"、"第等可W被任意指定并且僅旨在區分W其他方式在 性質、結構、功能或作用方面類似或對應的兩個或更多個組分、零件或步驟。例如，詞語"第 一"和"第二"不用于其他目的并且不是W下名稱或描述性術語的名稱或描述的一部分。僅 僅使用術語"第一"不要求存在任何"第二"類似的或對應的組分、零件或步驟。類似地，僅僅 使用詞語"第二"不要求存在任何"第一"或"第Ξ"類似的或對應的組分、零件或步驟。此外， 應理解僅僅使用術語"第一"不要求元素或步驟是任何順序中的正好第一個，而是僅僅要求 它是運些元素或步驟中的至少一個。類似地，僅僅使用術語"第一"和"第二"不一定要求任 何順序。因此，僅僅使用運類術語不排除在"第一"與"第二"元素或步驟之間的中間元素或 步驟等等。 定義
[0023] 凝膠是半固體、膠狀的物理狀態或相。凝膠的物理狀態是由互連分子網絡形成的， 如交聯的聚合物或膠束網絡。在分子水平上，凝膠是其中分子網絡是連續的并且液體是處 于連續相的分散體。塑料材料是廣泛范圍的可模制的合成或半合成有機固體中的任一種。 塑料典型地是具有高分子質量的有機聚合物，但是它們經常含有其他化學品。
[0024] 如在此使用的，如果沒有其他另外具體說明，則物質（或物質的混合物）的物理狀 態W及其他物理特性是在77°F(25°C)的溫度和1大氣壓的壓力下(標準實驗室條件)而不施 加剪切確定的。 顆粒和微粒
[0025] 如在此使用的，"顆粒"指的是具有有限質量和足夠內聚力的本體，使得它可W被 視為實體但具有相對小的尺寸。
[0026] 如在此使用的，微粒是具有相似化學組成和在約5納米(納米顆粒)至高達3毫米范 圍內的任何地方的粒度范圍的顆粒的組。納米顆粒通常被認為是具有在最局達約lOOnm范 圍內的尺寸的顆粒。納米顆粒可W具有不同的形狀，諸如，但不限于:球形、桿、板、立方體、 Ξ角形、六角形、W及許多其他形狀。相比之下，微顆粒是可W具有大小在約100皿與約50， OOOnm之間的范圍內的尺寸的顆粒。 分散體
[0027] 分散體是其中具有一種化學組成和物理狀態的物質的顆粒分散在具有不同化學 組成或物理狀態的另一種物質中的體系。
[0028] 不均勻分散體是其中分散的顆粒大于約50微米的"懸浮液"。不均勻分散體是其中 分散的顆粒的大小范圍為最高達約50微米(50,000納米)的"膠體"。 化學品、材料、W及測量
[0029] 如在此使用的，"改性的"或"衍生物"是指從母體化合物通過化學方法形成的化學 化合物，其中該母體化合物的化學主鏈骨架被保留在衍生物中。
[0030] 如在此使用的，"基于水的"是指水是流體的連續相的至少10重量百分比。如在此 使用的，"基于甲醇的"是指甲醇是流體的連續相的至少10重量百分比。
[0031] 如在此使用的，"硅烷"指的是含有娃的有機化學化合物，如Ξ氯硅烷(SiHCl3)和 四甲基硅烷(Si(CH3)4)。一些硅烷(如烷氧基硅烷)是局度反應性的。
[0032] 如在此使用的，"丙締酸硅烷"是附加地含有丙締酷基基團的也是丙締酸化合物的 硅烷。
[0033] 如在此使用的，3-甲基丙締酷氧基丙基Ξ甲氧基硅烷被稱為"MPS"。
[0034] 如在此使用的，3-縮水甘油氧基丙基Ξ甲氧基硅烷被稱為"GPS"。
[0035] 如在此使用的，"聚合物"或"聚合物材料"包括聚合物、共聚物、Ξ聚物等。此外，如 在此使用的，術語"共聚物"并不限于具有兩個單體單元的聚合物的組合，而是包括單體單 元的任何組合，例如，Ξ聚物、四聚物等。
[0036]