硅氧烷系涂料、光学制品及硅氧烷系涂料的制备方法技术

本发明专利技术提供硅氧烷系涂料，该硅氧烷系涂料是含有氧化硅微粒、硅氧烷化合物和固化剂的涂料，通过该涂料形成涂膜时，所得到的涂膜均质化。通过本发明专利技术，提供贮存稳定性优异，且通过该涂料形成涂膜时，所得到的涂膜的表面硬度较高的硅氧烷系涂料。此外，本发明专利技术提供反射防止性优异且耐擦伤性优异的光学制品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及含有氧化硅微粒和硅氧烷化合物的硅氧烷系涂料和光学制品。本专利技术的光学制品用于减反射涂层、减反射膜、减反射板、滤光器、光学透镜、显示器等。
技术介绍
减反射涂层，是在透镜等光学制品、计算机显示器等图像显示装置中，为了降低太阳光或荧光灯等外部光源的映入，提高可视性而使用的，其要求可见光的反射较少。作为减反射的技术，已知通过用折射率较小的透明涂膜覆盖基材的表面来减小反射率(参照专利文献1)。进一步地，通过在基材上形成高折射率层，在其上形成低折射率层，可以更有效地减反射。此外，已知在具有剥离性的基膜面上，具有作为高折射率层的含有金属氧化物的层，在该含有金属氧化物的层上具有作为低折射率层的硅氧烷类树脂层的减反射抗静电板用转印材料(参照专利文献2)。作为用于形成这些低折射率层的低折射率材料，无机材料中，有MgF2(折射率为1.38)、SiO2(折射率为1.47)等。此外，有机材料中，有全氟树脂(折射率为1.34～1.40)、硅氧烷树脂(折射率为1.40～1.45)等。另外，进一步对低折射率化的尝试进行研究。例如，已知将内部具有空腔的氧化硅微粒分散于作为基质材料的有机材料中来得到涂膜形成用涂料，涂布该涂料，并进行干燥、固化，由此形成低折射率的透明涂膜的技术(参照专利文献3、4)。即，通过在微粒中形成被外壳包围的空腔来减小微粒本身的折射率，使其分散于有机材料中。但是，虽然若过多增加该氧化硅微粒的导入量，则所得到的透明涂膜的折射率进一步降低，但是氧化硅微粒和基质材料不能充分结合，存在硬度降低的问题。此外，含有大量的该氧化硅微粒的涂膜形成用涂料易在粒子之间产生2次凝聚，凝聚物从涂料中沉降等，作为涂膜形成用涂料时，在贮存稳定性方面存在问题。专利文献1特开2002-122704号公报(第1页-4页) 专利文献2特开2000-338306号公报(第2页-3页)专利文献3特开2001-233611号公报(第7页-11页)专利文献4特开2002-79616号公报(第1页-2页)
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供氧化硅微粒在涂料中不产生2次凝聚而贮存稳定性优异且通过该涂料形成涂膜时，所得到的涂膜的表面硬度较高，即得到耐擦伤性优异的涂膜的硅氧烷系涂料及其制备方法。此外，本专利技术的目的在于，提供减反射性优异且耐擦伤性优异的光学制品。本专利技术人进行精心研究，结果达成下述本专利技术。本专利技术的硅氧烷系涂料，其是含有氧化硅微粒、硅氧烷化合物和固化剂的涂料，通过该涂料来形成涂膜时，所得到的涂膜均质化。此外，本专利技术的光学制品，其在透明基材上具有硅氧烷类涂膜，相对于该涂膜中的全部硅的4官能硅的元素含量为0.3～0.6，相对于硅的氟的含量为0.4～0.6，并且相对于碳的氟的元素含量为0.4～0.65，该涂膜的折射率为1.25～1.4。此外，本专利技术涉及硅氧烷系涂料的制备方法，该方法中，在氧化硅微粒的存在下，在溶剂中，通过酸催化剂将硅烷化合物水解后，使该水解物进行缩合反应。专利技术效果根据本专利技术的硅氧烷系涂料，通过预先将氧化硅微粒和硅氧烷化合物均质化，可以抑制涂料中的氧化硅微粒的2次凝聚，可以使该涂料的贮存稳定性优异。进一步地，形成涂膜时，可以得到表面硬度优异的涂膜。所得到的涂膜，可以特别合适地用作减反射片或减反射膜等低折射率层。此外，根据本专利技术的光学制品，通过具有折射率为1.25～1.4的涂膜并且以特定的比率含有硅、碳和氟，可以得到发挥优异的减反射性和优异的耐擦伤性的特性的光学制品。附图说明 图1是用4万倍的倍率观察实施例1的涂膜的截面而得到的TEM照片。图2是将图1的硅氧烷类涂膜放大至20万倍的倍率而得到的TEM照片。图3是用4万倍的倍率观察比较例1的涂膜的截面而得到的TEM照片。图4是将图3的硅氧烷类涂膜放大至20万倍的倍率而得到的TEM照片。图5是说明非均质的状态的硅氧烷类涂膜的其它例子的20万倍的倍率的截面TEM照片。符号说明1氧化硅微粒的内部的空腔2氧化硅微粒的外壳3硅氧烷化合物4边界10硅氧烷类涂膜11高折射率层·抗静电层12硬涂层具体实施方式下文对本专利技术进行具体的说明。本专利技术的硅氧烷系涂料含有氧化硅微粒、硅氧烷化合物和固化剂。并且，通过该涂料来形成涂膜时，所得到的涂膜均质化。而且，此处所述的“均质化”指的是氧化硅微粒的氧化硅成分和基质的硅氧烷化合物进行反应而均质化的状态。该状态可以通过用透过型电子显微镜(下文称为TEM)观察氧化硅微粒和硅氧烷化合物的边界部分来得知。均质状态的例子，如图2所示，非均质状态的例子如图4和图5所示。图2、4和5全部都是含有具有被外壳包围的空腔部的氧化硅微粒的硅氧烷类涂膜的截面TEM照片。图2的硅氧烷类涂膜10中，呈白色的圆状的是氧化硅微粒的内部的空腔1。白色圆的外侧是氧化硅微粒的外壳和硅氧烷化合物。如图所示，两者均质化，未观察到氧化硅微粒和硅氧烷化合物的边界部分。图4和图5中，呈白色圆状的是氧化硅微粒的内部的空腔1。与图2的情况不同，图4和图5中，在白色圆的外侧存在深色的薄层以覆盖该白色圆，进一步地在其外侧存在淡色的基质。深色的薄层是氧化硅微粒的外壳2，淡色的基质是硅氧烷化合物3。即，由于两者未均质化，如图所示，明确地观察到氧化硅微粒和硅氧烷化合物的边界部分4。换而言之，对于均质状态，如图2所示，未观察到氧化硅微粒和硅氧烷化合物的边界部分，与此相对地，对于未均质的情况，如图4和图5所示，可以明确地观察到氧化硅微粒和硅氧烷化合物的边界部分。形成该均质化的状态，可能是由于氧化硅微粒和硅氧烷化合物相结合。由此，提高了硅氧烷系涂料中的氧化硅微粒的分散稳定性，可以抑制2次凝聚。此外，形成涂膜时，由于作为基质材料的硅氧烷化合物和氧化硅微粒牢固地相键合，提高了涂膜的表面硬度。本专利技术的硅氧烷系涂料，可以如下得到在氧化硅微粒的存在下，在溶剂中通过酸催化剂将硅烷化合物水解来形成硅烷醇化合物后，使该硅烷醇化合物进行缩合反应来得到本专利技术的硅氧烷系涂料。作为硅烷醇化合物，优选为选自下述通式(1)～(5)所示的硅烷化合物的至少1种的硅烷化合物。所得到的涂料含有作为这些硅烷化合物的缩合物的硅氧烷化合物。此外，虽然这些硅烷化合物被水解，但是可以含有未缩合的硅烷醇化合物。R1Si(OR6)3(1)R1表示氟原子数为3～17的氟代烷基。作为R1的氟原子数，优选为6～8。若每1分子的氟原子较多，则所得到的涂膜的硬度有降低的趋势。作为R1的碳原子数，由于可以提高所得到的涂膜的耐擦伤性而优选为3～10。特别优选碳原子数为3。R6表示甲基、乙基、丙基、异丙基或乙酰基，可以分别相同或不同。R6更优选为甲基或乙基。若使用通式(1)所示的3官能性硅烷化合物，则由于可以降低所得到的涂膜的折射率而优选。R2Si(OR7)3(2)R2表示选自乙烯基、烯丙基、烯基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、甲基丙烯酰氧基、氰基、环氧基、环氧丙氧基、氨基和它们的取代体的基团。作为R2的碳原子数，由于可以提高所得到的涂膜的耐擦伤性而优选为2～20。R7表示甲基、乙基、丙基、异丙基、甲氧基乙基或乙酰基，可以分别相同或不同。R7更优选为甲基或乙基。若使用通式(2)所示的3官能性硅烷化合物，则由于可以提高所得到的涂膜的硬度而优选。R3Si(OR8)3(3)R3表示选自氢、烷基、芳本文档来自技高网...

【技术保护点】
硅氧烷系涂料，其是含有氧化硅微粒、硅氧烷化合物和固化剂的涂料，其中，通过该涂料来形成涂膜时，所得到的涂膜均质化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：诹访充史，细野博，竹田清佳，谷口孝，南口尚士，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]