被包含含氮环的硅烷化合物被覆而成的无机氧化物粒子及涂布组合物制造技术

本发明专利技术的课题是提供，具有即使在应用于高折射率的基材的情况下，涂膜也不产生干涉条纹而可以确保高透明性的微小粒径，并基本上抑制了由紫外线引起的激发的无机氧化物粒子，此外提供含有这样的粒子的涂布组合物以及具有由该涂布组合物形成的固化膜的光学构件。解决手段是下述无机氧化物粒子、以及含有该无机氧化物粒子的涂布组合物、以及具有由该组合物形成的固化膜的光学构件，上述无机氧化物粒子在平均粒径为2～100nm的改性金属氧化物胶体粒子(C)的表面结合有具有含氮杂环基的有机硅化合物，上述改性金属氧化物胶体粒子(C)以平均一次粒径为2～60nm的金属氧化物胶体粒子(A)为核，其表面被覆着由平均一次粒径为1～4nm的无机氧化物胶体粒子(B)形成的被覆物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】被包含含氮环的硅烷化合物被覆而成的无机氧化物粒子及涂布组合物
本专利技术涉及结合有具有含氮杂环基的有机硅化合物的无机氧化物粒子、以及含有该无机氧化物粒子的涂布组合物以及具有由该涂布组合物形成的固化膜的光学构件，详细而言，涉及具有可以确保高透明性的微小粒径的无机氧化物粒子、以及通过涂布而获得的被膜可以形成硬度、耐擦伤性、密合性和透明性优异且作为眼镜透镜等光学构件有用的固化膜的涂布组合物以及光学构件。
技术介绍
塑料成型体发挥轻量、易加工性、耐冲击性等优势而大量被使用，另一方面，具有硬度不充分且易于损伤、易于被溶剂侵入、带电而吸附尘埃、耐热性不充分等这样的缺点。因此，在将塑料成型体作为眼镜透镜、窗材料等使用时，与无机玻璃成型体相比，具有上述那样的实用上的缺点。因此提出了对塑料成型体施与保护涂层(保护被膜)。保护涂层所使用的涂布组合物实际上提出了多个种类。作为可获得接近于无机系的硬被膜的物质，以有机硅化合物或其水解物作为主成分(树脂成分或涂膜形成成分)的涂布组合物被用作眼镜透镜用(专利文献1)。上述涂布组合物的耐擦伤性也仍然不令人满意，因此提出了进一步在其中添加了胶体状地分散了的二氧化硅溶胶的物质，其也作为眼镜透镜用而被实用化(专利文献2)。可是，以往塑料制眼镜透镜大多通过将二甘醇双烯丙基碳酸酯进行浇铸聚合来制造。然而，该透镜的折射率为约1.50，比玻璃透镜的折射率约1.52低，因此在近视用透镜的情况下，具有边缘的厚度变为更厚这样的缺点。因此近年来，与二甘醇双烯丙基碳酸酯相比折射率高的单体的开发推进，提出了高折射率树脂材料(专利文献3～4)。对于这样的高折射率树脂透镜，也提出了将Sb、Ti的金属氧化物微粒的胶体分散体用于涂布材料的方法(专利文献5～6)。此外，公开了一种涂布组合物，其含有硅烷偶联剂、和以一次粒径为2～60nm的金属氧化物的胶体粒子(A)为核并将其表面用由酸性氧化物的胶体粒子形成的被覆物(B)被覆而获得的粒子(C)，并且将(C)换算成金属氧化物而以2～50质量％的比例包含(C)，而且其由一次粒径为2～100nm的稳定的改性金属氧化物溶胶形成。而且，作为所使用的胶体粒子的具体例，公开了被含有烷基胺的五氧化二锑被覆而成的改性氧化钛-氧化锆-氧化锡复合胶体等(专利文献7)。此外，公开了被烷基胺、羟基羧酸稳定化了的氧化钛-氧化锡-氧化锆复合胶体等(专利文献8)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开昭52-16586号公报专利文献2：日本特开昭53-111336号公报专利文献3：日本特开昭55-13747号公报专利文献4：日本特开昭64-54021号公报专利文献5：日本特开昭62-151801号公报专利文献6：日本特开昭63-275682号公报专利文献7：日本特开2001-123115号公报专利文献8：日本特开平10-306258号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题迄今为止提出的添加了二氧化硅溶胶的涂布组合物具有涂膜产生干涉条纹，透镜的美观性差这样的问题。进一步，在使用了氧化钛溶胶的涂布组合物的情况下，氧化钛溶胶对硅烷偶联剂、其水解物的相容性有问题，稳定性差，此外由该涂布组合物形成的涂布层(固化膜)具有通过紫外线照射而氧化钛被光激发而着色为蓝色这样的问题。此外，高折射率树脂透镜与涂布组合物的密合性差，具有膜剥落等课题。本专利技术的课题是提供下述无机氧化物粒子，其具有即使应用于折射率nD为1.58～1.76这样的高折射率塑料成型物的情况下，涂膜也不产生干涉条纹而可以确保高透明性的微小粒径，并基本上抑制了由紫外线引起的激发；此外提供含有这样的粒子的涂布组合物和具有由该涂布组合物形成的固化膜的光学构件。为了解决上述课题，本专利技术人等进行了深入研究，结果发现，通过形成在无机氧化物粒子的粒子表面结合了特定结构的具有含氮杂环基的有机硅化合物的结构，从而在将该粒子配合于涂布组合物时，可以形成不仅具备高透明性、耐擦伤性，而且硬度和密合性优异的固化膜，从而完成了本专利技术。即，本专利技术中，作为第1观点，涉及一种无机氧化物粒子，其在平均粒径为2～100nm的改性金属氧化物胶体粒子(C)的表面结合有具有含氮杂环基的有机硅化合物，上述改性金属氧化物胶体粒子(C)以平均一次粒径为2～60nm的金属氧化物胶体粒子(A)为核，其表面被覆着用由平均一次粒径为1～4nm的无机氧化物胶体粒子(B)形成的被覆物。作为第2观点，涉及第1观点所述的无机氧化物粒子，上述具有含氮杂环基的有机硅化合物基于上述改性金属氧化物胶体粒子(C)的金属氧化物和无机氧化物的合计100质量％，以0.1～6.0质量％的量存在。作为第3观点，涉及第1观点或第2观点所述的无机氧化物粒子，上述具有含氮杂环基的有机硅化合物具有包含1～3个氮原子的含氮杂环基。作为第4观点，涉及第3观点所述的无机氧化物粒子，上述具有含氮杂环基的有机硅化合物具有包含1～3个氮原子、且环形成原子数为5～30的含氮杂环基。作为第5观点，涉及第1观点～第3观点中任一项所述的无机氧化物粒子，上述具有含氮杂环基的有机硅化合物为下述式(III)所示的化合物。(在式(III)中，R5表示碳原子数1～8的烷基、烷氧基烷基、或酰基，R6表示亚甲基或碳原子数2～20的亚烷基，R7表示包含1～3个氮原子的含氮杂环基，n表示1～3的整数。)作为第6观点，涉及第5观点所述的无机氧化物粒子，上述R7为包含1～3个氮原子、且环形成原子数为5～30的含氮杂环基。作为第7观点，涉及第1观点～第6观点中任一项所述的无机氧化物粒子，上述含氮杂环基中的含氮杂环为吡咯环、吡咯烷酮环、吲哚环、二氢吲哚环、咔唑环、吡啶环、哌啶环、嘧啶环、喹啉环、吡唑环、咪唑环、咪唑啉环、咪唑烷环、苯并咪唑环、三唑环、苯并三唑环、或三嗪环。作为第8观点，涉及第1观点～第7观点中任一项所述的无机氧化物粒子，上述金属氧化物胶体粒子(A)为选自Ti、Fe、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、In、Sn、Sb、Ta、W、Pb、Bi和Ce中的至少1种金属的氧化物的胶体粒子。作为第9观点，涉及第1观点～第8观点中任一项所述的无机氧化物粒子，上述无机氧化物胶体粒子(B)为选自Si、Al、Sn、Zr、Mo、Sb和W中的至少1种原子的氧化物的胶体粒子，并且为与上述金属氧化物胶体粒子(A)不同的胶体粒子。作为第10观点，涉及第1观点～第9观点中任一项所述的无机氧化物粒子，上述改性金属氧化物胶体粒子(C)为1层以上中间薄膜层介于成为上述核的金属氧化物胶体粒子(A)与成为上述被覆物的无机氧化物胶体粒子(B)之间的改性金属氧化物胶体粒子(C)，上述中间薄膜层由选自Si、Al、Sn、Zr、Sb、Nb、Ta和W中的至少1种原子的单独氧化物、选自Si、Al、Sn、Zr、Sb、Nb、Ta和W中的2种以上原子的复合氧化物、或该单独氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无机氧化物粒子，其在平均粒径为2～100nm的改性金属氧化物胶体粒子(C)的表面结合有具有含氮杂环基的有机硅化合物，所述改性金属氧化物胶体粒子(C)以平均一次粒径为2～60nm的金属氧化物胶体粒子(A)为核，其表面被覆着由平均一次粒径为1～4nm的无机氧化物胶体粒子(B)形成的被覆物。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171211 JP 2017-2371141.一种无机氧化物粒子，其在平均粒径为2～100nm的改性金属氧化物胶体粒子(C)的表面结合有具有含氮杂环基的有机硅化合物，所述改性金属氧化物胶体粒子(C)以平均一次粒径为2～60nm的金属氧化物胶体粒子(A)为核，其表面被覆着由平均一次粒径为1～4nm的无机氧化物胶体粒子(B)形成的被覆物。


2.根据权利要求1所述的无机氧化物粒子，所述具有含氮杂环基的有机硅化合物基于所述改性金属氧化物胶体粒子(C)的金属氧化物和无机氧化物的合计100质量％，以0.1～6.0质量％的量存在。


3.根据权利要求1或2所述的无机氧化物粒子，所述具有含氮杂环基的有机硅化合物具有包含1～3个氮原子的含氮杂环基。


4.根据权利要求3所述的无机氧化物粒子，所述具有含氮杂环基的有机硅化合物具有包含1～3个氮原子、且环形成原子数为5～30的含氮杂环基。


5.根据权利要求1～3中任一项所述的无机氧化物粒子，所述具有含氮杂环基的有机硅化合物为下述式(III)所示的化合物，



在式(III)中，
R5表示碳原子数1～8的烷基、烷氧基烷基、或酰基，
R6表示亚甲基或碳原子数2～20的亚烷基，
R7表示包含1～3个氮原子的含氮杂环基，
n表示1～3的整数。


6.根据权利要求5所述的无机氧化物粒子，所述R7为包含1～3个氮原子、且环形成原子数为5～30的含氮杂环基。


7.根据权利要求1～6中任一项所述的无机氧化物粒子，所述含氮杂环基中的含氮杂环为吡咯环、吡咯烷酮环、吲哚环、二氢吲哚环、咔唑环、吡啶环、哌啶环、嘧啶环、喹啉环、吡唑环、咪唑环、咪唑啉环、咪唑烷环、苯并咪唑环、三唑环、苯并三唑环、或三嗪环。


8.根据权利要求1～7中任一项所述的无机氧化物粒子，所述金属氧化物胶体粒子(A)为选自Ti、Fe、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、In、Sn、Sb、Ta、W、Pb、Bi和Ce中的至少1种金属的氧化物的胶体粒子。


9.根据权利要求1～8中任一项所述的无机氧化物粒子，所述无机氧化物胶体粒子(B)为选自Si、Al、Sn、Zr、Mo、Sb和W中的至少1种原子的氧化物的胶体粒子，并且为与所述金属氧化物胶体粒子(A)不同的胶体粒子。


10.根据权利要求1～9中任一项所述的无机氧化物粒子，所述改性金属氧化物胶体粒子(C)为1层以上中间薄膜层介于成为所述核的金属氧化物...

【专利技术属性】
技术研发人员：古川智规，山口真人，
申请(专利权)人：日产化学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP