光学材料的表面处理剂,以及光学材料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本专利申请要求2012年9月21日和2013年7月4日提交的日本专利申请 No. 2012-208701和No. 2013-141089的优先权，该专利申请的内容以引用方式并入本文。 [0002] 本发明涉及用于光学材料中的各种构件的表面处理剂，并且更具体地讲，涉及具 有极佳热稳定性的光学材料的基于硅的表面处理剂，其中具有微粒或高度精制结构的光学 精细构件的表面可改性以便具有疏水性、精细分散性和分散稳定性，以及使用此表面处理 剂制备的光学材料。
【背景技术】
[0003] 通常，已提出使用各种可水解硅烷、含有烷氧基甲硅烷基基团的硅氧烷化合物、硅 氮烷化合物、以及具有异丙烯氧基甲硅烷基基团的硅氧烷作为填料的表面处理剂，所述填 料诸如二氧化硅、滑石、粘土、氢氧化铝和氧化钛（例如，参见专利文献1等）。此外，本发明 人提出了使用羧酸改性的有机硅（参见专利文献2)作为化妆品组合物的粉末处理剂。然 而，这些文档中并未提及用于光学精细构件中的表面处理剂。
[0004] 另一方面，近年来，已经在光学材料应用诸如发光二极管（LED)中使用了精细构 件，诸如荧光微颗粒、金属氧化物微颗粒、金属微颗粒、纳米晶体结构或量子点，以便固定或 提高其功能性，但这些光学精细构件在未处理过的状态下具有高表面亲水性，这可导致聚 集或到另一疏水性树脂等基质内的分散性较差。具体地讲，具有高折射率并且粒度小到可 忽略光散射的金属氧化物微颗粒可用于获得具有高折射率的光学材料，但难以将这些光学 精细构件精细并稳定地分散到具有高疏水性的有机硅树脂内。因此，提出了若干处理方法 以便解决这些问题（参见专利文献3至7)。
[0005] 例如，专利文献3(日本未经审查的专利申请公布No. 2011-026444)中提出了通过 乙烯基基团在一个末端封端并通过可水解的甲硅烷基基团在另一个末端封端的二甲基有 机硅填料处理剂，但由于二甲基有机硅部分的折射率较低，因此不适于获得具有高折射率 的组合物。相似地，专利文献4(日本未经审查的专利申请公布No. 2010-241935)中提出了 使用以硅键合的烷氧基甲硅烷基乙基基团作为侧链的基于二甲基有机硅的填料处理剂，但 由于二甲基有机硅部分的折射率较低，因此不适于获得具有高折射率的组合物。
[0006] 另一方面，专利文献5(日本未经审查的专利申请公布No.2010-195646)中提出 了由包含硅烷化合物的表面改性剂处理过的金属氧化物微颗粒，所述硅烷化合物具有包含 4至20个碳原子的烯基基团，但存在的问题是金属氧化物颗粒在经过该处理之后具有较差 热稳定性。
[0007] 另外，在专利文献6 (日本未经审查的专利申请公布No. 2010-144137)中提出了有 机硅树脂组合物，该有机硅树脂组合物通过对在分子末端或侧链具有烷氧基甲硅烷基基团 的有机硅衍生物以及在微颗粒表面具有反应性官能团的金属氧化物微颗粒进行聚合反应 获得，其中烷氧基甲硅烷基基团为以烷氧基基团和芳族基团作为直接键合至硅的官能团的 甲硅烷基基团。然而，由于烷氧基基团和芳族基团存在于相同硅原子上，因此该烷氧基甲硅 烷基基团与微颗粒的表面上的反应性官能团的反应性较低，由此导致难以实现足够改性效 果的问题。
[0008] 另外，在专利文献7(W010026992)中，给出了在末端具有乙烯基基团和三甲氧基 甲硅烷基乙基基团的二苯基二甲基有机硅作为组合物中含有机硅链的分散剂的例子，该组 合物具有用含有机硅链的分散剂和有机硅树脂处理过的金属氧化物微颗粒。该分散剂具有 安全问题，因为在引入三甲氧基甲硅烷基基团时必需使用毒性非常高的三甲氧基硅烷。另 夕卜，该物质还不能令人满意地用于使光学精细构件的表面改性从而具有疏水性、精细分散 性和分散稳定性，并且关于最终获得的有机硅树脂的折射率并不令人满意。
[0009] 现有抟术f献
[0010] 专利f献
[0011] 专利文献1 :日本未经审查的专利申请公布No. 2000-327784
[0012] 专利文献 2 :W02009/022621
[0013] 专利文献3 :日本未经审查的专利申请公布No. 2011-026444
[0014] 专利参考文献4 :日本未经审查的专利申请公布No. 2010-241935
[0015] 专利参考文献5 :日本未经审查的专利申请公布No. 2010-195646
[0016] 专利文献6 :日本未经审查的专利申请公布No. 2010-144137
[0017] 专利文献 7 :W02010/026992
【发明内容】
[0018] 抟术问题
[0019] 本发明的目标是提供一种光学材料的新型表面处理剂。更具体地讲，本发明的目 标是提供一种光学材料的表面处理剂，其具有极佳热稳定性以及与其他可固化树脂的亲和 力，并且可例如根据需要对光学精细构件的表面进行疏水改性，并可具体地讲使疏水性树 脂中的精细分散性和分散稳定性显著改性。本发明的另一目标是提供一种包含构件的光学 材料，该构件通过光学材料的该表面处理剂进行表面处理。
[0020] 问题的解决方案
[0021] 作为旨在实现上述目标的深入研宄的结果，本发明人完成了本发明。即，本发明的 目标通过包含有机硅化合物的光学材料的表面处理剂实现，该化合物具有直接或通过官能 团键合至硅原子的官能团，该官能团选自高极性官能团、含羟基基团的基团、含硅原子的可 水解基团或它们的金属盐衍生物；并且在分子中具有至少一个结构，其中硅原子键合至其 他硅氧烷单元。具体地讲，本发明的目标更优选地通过包含有机硅化合物的光学材料的表 面处理剂实现，该化合物在分子中具有恒定数目的其他疏水性硅氧烷单元并且具有直接或 通过单价或二价官能团键合至硅原子的官能团，该官能团选自高极性官能团、含羟基基团 的基团、含硅原子的可水解基团或它们的金属盐衍生物。
[0022] 此外，本发明的目标优选通过光学精细构件和包含相同光学精细构件的光学材料 实现，该构件使用以上所述的光学材料的表面处理剂进行处理。相似地，本发明的目标优选 通过微粒光学精细构件的制备方法实现，其中在其制备步骤（液相方法、固相方法或后处 理方法）中使用以上所述光学材料的表面处理剂。
[0023] 具体地讲，本发明的目标通过如下实现：
[0024] [1]包含有机硅化合物的光学材料的表面处理剂，该化合物具有：直接或通过化 合价为（n+1)(其中η为等于1或更大的数值）的官能团键合至硅原子的官能团，该官能团 选自高极性官能团、含羟基基团的基团、含硅原子的可水解基团或它们的金属盐衍生物；并 且在分子中具有至少一个结构，其中硅原子键合至由R 13SiCV2 A12SiCV2 A1SiOv2和Si04/2表 示的任何硅氧烷单元（其中R 1为取代或未取代的单价烃基、氢原子、卤素原子、羟基基团、 烷氧基基团或者通过化合价为（n+1)的官能团键合至硅原子的官能团，该官能团选自高极 性官能团、含羟基基团的基团、含硅原子的可水解基团或它们的金属盐衍生物）。
[0025] [2]根据[1]的光学材料的表面处理剂，其中有机硅化合物在分子中具有由下式 表示的至少一个结构并且在分子中具有2至1，000个硅原子。
[0026]
【主权项】
1. 一种包括有机硅化合物的光学材料的表面处理剂，所述化合物具有： 直接或通过化合价为（n+1)(其中n为等于1或更大的数值）的官能团键合至硅 原子的官能团，所述官能团选自高极性官能团、含羟基基团的基团、含硅原子的可水解基 团或它们的金属盐衍生物；并且在分子中具有至少一个结构，其中所述硅原子键合至由 1^10 1/2, #如02/2,1?%03/2和SiO 4/2表示的任何硅氧烷单元（其中R 1为取代或未取代的单 价烃基、氢原子、卤素原子、羟基基团、烷氧基基团或者通过化合价为（n+l)的官能团键合 至硅原子的官能团，所述官能团选自高极性官能团、含羟基基团的基团、含硅原子的可水解 基团或它们的金属盐衍生物）。
2. 根据权利要求1所述的光学材料的表面处理剂，其中所述有机硅化合物在分子中具 有由下式表示的至少一个结构并且在分子中具有2至1，000个硅原子：
其中Z为硅原子或化合价为（n+l)