含有自我修复和耐磨损涂层的光学物品的制作方法
【专利摘要】光学物品，包括：(a)一个透明光学聚合物基底，(b)一个透明中间耐磨损涂层，该透明中间耐磨损涂层是通过溶胶凝胶法从至少一种环氧硅烷获得的，以及(c)一个透明外涂层，该透明外涂层包括一种聚硫醇-烯基质、是通过固化含至少一种多官能硫醇以及至少一种多官能烯丙基单体的一种液态单体混合物而获得的，所述固化的聚硫醇-烯基质具有的玻璃化转变温度介于从40℃至70℃的范围内，并且厚度是从3.5μm至小于10μm。还涉及一种用于制备此种光学物品的方法并且涉及一种通过加热来修复此种光学物品上的刮痕的方法。
【专利说明】含有自我修复和耐磨损涂层的光学物品
[0001 ] 本发明涉及具有一个特定自我修复涂层和一个耐磨损涂层两者的光学物品，并且涉及一种用于制造此类光学物品的方法。
[0002]从塑料材质制成的、包括眼镜镜片的光学元件的发展，已经要求发展保护性涂层从而提供良好的耐磨损性和/或耐刮伤性，因为已知有机玻璃相比于常规的无机玻璃对擦刮和磨损是更敏感的。因此，通常通过将一种热或光化学可硬化的组合物施加于玻璃表面上以产生一个耐磨损涂层来保护有机玻璃。
[0003]另一种相当新的并且十分有趣的用于解决有机玻璃的刮痕和/或磨损问题的途径是用能够自我修复的涂覆层来保护这些镜片，即，当受到简单的物理处理时能够完全或部分地恢复到初始的无刮痕的状态的涂层。此类自我修复涂层的实例已被拜耳(BAYER)、美商必丕志(PPG INDUSTRIES (Revivance6,))>SUPRAPOLIX BV 公司以及 CRG (Veriflex? 以及还有US2009/062453和W02009/029641)披露。它们主要是由聚氨酯类、环氧树脂类、以及形状记忆(共)聚合物类制备的，这些物质在热、UV或湿度处理后显示出修复效果。这些材料进一步包含活性胶囊，这些活性胶囊在一旦裂缝出现并且打开这些胶囊时就可以与其他元件交联。最近，诸位发明人已发现由硫醇-烯反应而得到的并且在这以前作为紫外线可固化粘合剂使用的一类已知的热固型或者光固型树脂，展示出有趣的透明性以及形状记忆效果连同在45°C至65°C范围内的转化温度。这些树脂是由诺兰德产品公司(NorlandProducts Inc.)销售的诺兰德光学粘合剂(Ν0Α)。此外,他们发现这些树脂的修复性能可以在固化前通过将传导性胶态颗粒，如Sb2O5或SnO2结合到该单体混合物中而得到改进。
[0004]尽管有希望的是已提供多种解决方案来改进有机玻璃的耐刮伤性和耐磨损性，但是仍然存在着对改进拥有自我修复涂层的玻璃的最终耐刮伤性(在修复后)的需要。现在诸位发明人已发现这个需要可以通过包括一个特定自我修复涂层和一个耐磨损涂层两者的一个双层涂覆层体系得到满足。
[0005]因此，在其第一方面，本发明涉及一种光学物品，包括:
[0006](a) 一个透明光学聚合物基底，
[0007](b) 一个透明中间耐磨损涂层，该透明中间耐磨损涂层通过溶胶凝胶法从至少一种环氧硅烷获得的，以及
[0008](C) 一个透明外涂层，该透明外涂层包括一种聚硫醇-烯基质、是通过固化含至少一种多官能硫醇以及至少一种多官能烯丙基单体的一种液态单体混合物而获得的，所述固化的聚硫醇-烯基质具有的玻璃化转变温度介于从40°C至70°C的范围内，并且厚度是从
3.5 μ m 至小于 10 μ m。
[0009]在本说明书中，表述“外涂层”是指位于该中间涂层上面(在其相对于该基底的另一侧上)的一个自我修复涂层，但不排除其他中间涂层可能存在于该自我修复涂层与耐该磨损涂层之间，或其他外涂层可能存在于该自我修复涂层之上。
[0010]该光学基底可以是任何在光学领域通常已知的并且使用的有机玻璃。它可能是一种热塑性树脂如衍生自双酚A、聚氨酯、以及(甲基)丙烯酸酯均聚物和共聚物的热塑性聚碳酸酯，或者一种热固性或光固型树脂，这可通过直链或支链的脂肪族、或芳香族的多元醇如CR 39u (二甘醇双(烯丙基碳酸酯))的碳酸烯丙基酯的聚合反应获得。它的选择对于
本发明不是关键性的，尽管使用一种双酚A型聚碳酸酯已获得更好的结果。
[0011]该中间耐磨损涂层通常具有用于光学应用所要求的透明度以及对聚合物基底良好的粘合性，不开裂并且优选容易被染色。它是通过对从一种混合物通过溶胶凝胶法制备的一种组合物进行固化而获得的，该混合物包含:(a)至少一种环氧硅烷，(b)任选地，至少一种烷氧基硅烷，该烷氧基硅烷不包含任何反应性官能团但任选地包含至少一个不可水解的有机基团，(C)优选地，一种胶态无机粘合剂，以及(d)任选地，一种催化剂。
[0012]可用作组分(a)的环氧硅烷的实例是具有以下化学式⑴的那些:
[0013](R1O)3^Si(R3)n-W
[0014](I)
[0015]其中:
[0016]R1是具有I至6个碳原子的一个烷基基团，优选一个甲基或乙基基团、一个乙酰基基团、或一个氢原子，
[0017]R3是一个不可水解的基团，如具有从I至6个碳原子的一个烷基基团，
[0018]m 是 O 或 1，
[0019]W是一个含有至少一个环氧基团的有机基团。
[0020]优选的环氧硅烷是具有以下化学式(II)的那些:
[0021]
【权利要求】
1.一种光学物品，包括 (a)一个透明光学聚合物基底， (b)一个透明中间耐磨损涂层，该透明中间耐磨损涂层是通过溶胶凝胶法从至少一种环氧硅烷获得的，以及 (c)一个透明外涂层，该透明外涂层包括一种聚硫醇-烯基质，该聚硫醇-烯基质是通过固化含至少一种多官能硫醇以及至少一种多官能烯丙基单体的一种液态单体混合物来获得的，所述固化的聚硫醇-烯基质具有的玻璃化转变温度介于从40°C至70°C的范围内，并且厚度是从3.5 μ m至小于10 μ m。
2.根据权利要求1所述的光学物品，其中，该多官能硫醇是具有以下化学式的四硫醇
3.根据权利要求1和2中任一项所述的光学物品，其中，该多官能烯丙基单体是三烯丙基异氰脲酸酯。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的光学物品，其中，该中间耐磨损涂层是通过固化从一种混合物由溶胶凝胶法制备的一种组合物而获得的，该混合物包含:(a)至少一种环氧硅烷，(b)任选地，至少一种烷氧基硅烷，该烷氧基硅烷不包含任何反应性官能团但任选地包含至少一个不可水解的有机基团，(c)优选地，一种胶态无机粘合剂，以及(d)任选地，一种催化剂。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的光学物品，其中，该最外层涂层进一步包括分散在其中的传导性矿物胶体，这些传导性矿物胶体优选是选自下组，该组由以下各项组成:Sb2O5、SnO2、ATO (Sn02/Sb205)、PTO (Sn02/P205)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的光学物品，其中，该最外层涂层包括分散在其中的按重量计从1%至6%的传导性矿物胶体。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的光学物品，其中，所述物品是一种镜片，优选是一种眼镜镜片。
8.一种用于消除根据权利要求1至7中任一项所述的光学物品上的刮痕的方法，所述方法包括将所述物品加热到一个温度，该温度至少等于该聚硫醇-烯基质的玻璃化转变温度。
9.一种用于制备根据权利要求1至9中任一项所述的光学物品的方法，该方法包括: 1-提供一个透明光学基底， 2-通过溶胶凝胶法从含至少一种环氧硅烷的一种混合物来制备一种组合物， 3-将所述组合物涂覆在所述基底上并且使它固化以便形成一个耐磨损涂层， 4-制备一种液态单体混合物，该液态单体混合物包含至少一种多官能硫醇以及至少一种多官能烯丙基单体， 5-任选地将一种传导性矿物胶体分散在所述单体混合物中， 6-将所得混合物涂覆在该耐 磨损涂层上并且使它固化以便形成一个自我修复层。
【文档编号】G02B1/10GK103534618SQ201180070818
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2011年6月21日 优先权日:2011年6月21日
【发明者】H·郑 申请人:埃西勒国际通用光学公司