專利名稱：含相容涂層的光學元件及其制備方法
含相容涂層的光學元件及其制備方法技術領域[OOOl]本發(fā)明一般地涉及光學元件，例如眼用元件，它包括基材、相容涂層和在至少一部分基材表面上的功能有機涂層。本發(fā)明還涉及 相容涂料組合物，它可用于在光學元件表面上形成相容涂層，和制備 含相容涂層的光學元件的方法。
背景技術：
通過施加一層或更多層功能有機涂層到光學元件上，可使 光學元件，例如眼用元件適合于在一些應用中^f吏用。例如，可通過施 加光致變色涂層到光學元件的表面上，來使光學元件，例如眼用元件 適合于在光致變色的護目鏡應用中使用。具有光致變色涂層的眼用元 件，例如用于護目鏡應用的光致變色的透鏡，取決于環(huán)境條件，可提 供穿戴者合適程度的透射的輻射線。
此外，通過在光學元件的表面上形成含校準液晶材料和二 色性染料的偏振涂層，可使光學元件，例如眼用元件適合于在偏振應 用中使用。通過線性偏振某一百分數(shù)透過元件的輻射線，具有偏振涂 層的眼用元件，例如用于護目鏡的偏振透鏡，可提供穿戴者降低的反 射光眩光。
還可通過在光學元件表面上形成含校準液晶材料和光致變 色-二色性染料的涂層，使光學元件在一定條件下顯示出光致變色和二 色性性能。作為對光化輻射線的響應，具有光致變色-二色性涂層的光 學元件可從第一狀態(tài)，例如無色的非偏振狀態(tài)轉變成第二狀態(tài)，例如 著色的偏振狀態(tài)，并在不存在光化輻射線的情況下和作為對熱能的響 應，可恢復成第一狀態(tài)。例如，具有光致變色-二色性涂層的光學元件， 例如用于護目鏡應用的透鏡，可在無色的非偏振狀態(tài)和著色的偏振狀 態(tài)之間轉變，在環(huán)境條件下提供穿戴者合適程度的透射輻射線和降低8的反射光眩光。
然而，若功能有機涂層和它施加到其上的表面之間的相互 作用不足，則功能有機涂層(或其部分)不可能合適地粘附到該表面上。 例如，若液晶涂層(例如，以上討論的那些)和基材表面缺少充足的相 容性，則該涂層不可能合適地粘合到該表面上，且可例如通過剝離， 容易地從該表面上除去。在用于眼鏡應用的透鏡情況下，通過允許非 偏振光穿過涂層從中除去的那部分透鏡，偏振涂層從透鏡表面上剝離 會劣化透鏡的性能。
可施加相容涂層到基材表面上，以改進基材和施加到其上 的光致變色涂層之間的相容性。然而，與一層涂層/表面的結合物聯(lián)合 使用的相容涂層不可能在同一表面和不同涂層之間提供充足的相容 性。因此，不同涂層/表面的結合物可要求使用不同的相容涂層。層，然而，這尤其導致制造低效和成本增加。因此，有利的是開發(fā)相 容涂層，它可用于提高各種涂層/表面結合物的相容性，以便在涂層和 表面之間提供滿意的相容性。 公開內(nèi)容的簡要說明
本發(fā)明公開內(nèi)容的各種非限定性實施方案提供光學元件和 形成光學元件的方法。例如，本發(fā)明的公開內(nèi)容提供一種光學元件， 它包括基材，在基材的至少一部分表面上含枝狀聚合物的相容涂層； 和與基材相對的至少一部分相容涂層接觸的除了耐磨涂層以外的功能 有機涂層。
本發(fā)明的公開內(nèi)容還提供制備光學元件的方法。該方法包括在基材的至少 一部分表面上形成含枝狀聚合物的相容涂層，和在至 少一部分相容涂層上形成除了耐磨涂層以外的功能有機涂層，以便該功能有機涂層與基材表面相對的至少 一部分相容涂層接觸。[OOIO]此外，本發(fā)明的公開內(nèi)容提供一種相容涂料組合物。該相 容涂料組合物包括含端基官能團的枝狀聚合物，包括至少兩個反應性 官能團的含環(huán)氧基的材料，所述至少兩個反應性官能團中的至少一個料樹脂；偶聯(lián)劑，和其至 少部分水解物，或其混合物；和引發(fā)劑，其中相容涂料組合物基本上不含光致變色材料。[OOll]本發(fā)明還涉及光學元件，該光學元件包括基材，在至少一 部分基材表面上的相容涂層，和在至少一部分相容涂層上的功能有機 涂層。相容涂層來自于此處所述的相容涂料組合物。
還提供形成眼用元件的方法，該方法包括在至少一部分基材表面上形成相容涂層，和在至少一部分相容涂層上形成功能有機涂 層。該相容涂層來自于此處所述的相容涂料組合物。
本發(fā)明的公開內(nèi)容提供眼用元件，它包括眼用基材，在至 少一部分基材表面上的基本上不含光致變色材料的相容涂層，和與眼 用基材相對的至少 一部分相容涂層接觸的除了耐磨涂層以外的功能有 機涂層。該相容涂層由相容涂料組合物形成，所述相容涂料組合物包 括具有至少兩個異氰酸酯基的含異氰酸酯的材料，具有至少兩個反應 性官能團的含(曱基)丙烯酸酯的材料，其中所述至少兩個反應性官能 團中的至少一個是(甲基)丙烯酸酯基；含至少兩個反應性基團的氨基 塑料樹脂；偶聯(lián)劑，其至少部分水解物，或其混合物；和引發(fā)劑與催 化劑中的至少一種。
還公開了形成眼用元件的方法。該方法包括在至少一部分眼用基材表面上形成基本上不含光致變色材料的相容涂層，通過使至 少一部分相容涂層暴露于UV輻射線、電子束輻射線和熱輻射中的至少 一種下，至少部分硬化(setting)至少一部分相容涂層，和在相容涂層 的至少一部分上形成除了硬涂層以外的功能有機涂層。該相容涂層來 自于此處所述的相容涂料組合物。


當結合附圖閱讀時，將更好地理解本發(fā)明的各方面，其中 圖1-3是根據(jù)本發(fā)明的光學元件的示意性截面視圖。 各種非限定性實施方案的說明
要理解，盡管此處結合一些實施方案和實施例描述了本發(fā)明，但本發(fā)明不限于所公開的特定實施方案和實施例，而是打算覆蓋 落在所附權利要求定義的本發(fā)明的精神與范圍內(nèi)的各種改性。此外， 要理解，本發(fā)明的說明書闡述了與清楚理解本發(fā)明有關的本發(fā)明的一 些方面。因此，為了簡化本發(fā)明的說明，沒有列出對本領域的技術人 員來說是顯而易見，和因此不便于更好地理解本發(fā)明的本發(fā)明的一些 方面。
本說明書和所附權利要求中所使用的冠詞"一個、 一種， 該(a，an，the)"包括復數(shù)個參考物，除非另外特意且毫無疑義地限制 在一個參考物上的情況例外。另外，對于本說明書的目的來說，除非 另有說明，表達用量的所有數(shù)值，例如重量百分數(shù)和加工參數(shù)，和說 明書中使用的其他性能或參數(shù)要理解為在所有情況下用術語"約"修 飾。因此，除非另有說明，應當理解，在下述說明書和所附權利要求 中列出的數(shù)值參數(shù)是近似值。最起碼，且不是嘗試限制等價原則采用 到權利要求的范圍上，應當鑒于所報道的有效數(shù)字的數(shù)值和采用常見 的近似技術來閱讀數(shù)值參數(shù)。
此外，盡管如上所述，在本發(fā)明的寬泛范圍內(nèi)列出的數(shù)值 范圍和參數(shù)設定值是近似值，但在實施例部分中列出的數(shù)值則近可能 精確地報道。然而，應當理解，這種數(shù)值固有地包含來自于例如測量 設備和/或測量技術的一定誤差。此外，當此處列出數(shù)值范圍時，這些 范圍包括引證范圍的端點。
而且，應當理解，在其中使用標題或子標題，例如(a)， (b)…;(1)， (2)…;(i), (ii)…;等提供可能的取代基的列舉情況 下，這些標題或子標題僅僅是為了閱讀方便而提供，不打算限制取代 基的選擇。
如上所述，本發(fā)明涉及光學元件，和特別地涉及光學元件， 它包括基材，在至少一部分基材表面上的相容涂層，和與基材相對的 至少一部分相容涂層接觸的除了耐磨涂層以外的功能有機涂層。也就 是說，相容涂料介于基材和功能有機涂層之間。
此處所使用的術語"光學"是指涉及光和/或視力或者與其透鏡，其中包括單視力(single vision)或多視力(例如，但不限于， 雙焦透鏡，三焦透鏡和漸進(progressive)透鏡)，以及才交正、保護或 提高(美學或其他情況)視力所使用的其他元件，其中沒有限制地包括 接觸透鏡、眼內(nèi)透鏡，放大鏡和保護透鏡或護目鏡。
此處所使用的術語"顯示器"是指單詞、數(shù)值、符號、設 計或圖畫形式的信息的可視或機器可讀的顯示。顯示元件的非限定性 實例包括屏幕、監(jiān)控器和安全元件，例如安全標記。此處所使用的術 語"窗戶"是指允許輻射線透過其中而采用的孔隙。窗戶的非限定性 實例'包括機動車和飛機的透明物體(transparencies)、濾光器、快門 和光開關。此處所使用的術語"鏡子"是指專門反射大部分入射光的 表面。此處所使用的術語"液晶盒"是指含能有序化的液晶材料的結 構。在典型的液晶盒中，液晶材料在包含一起密封形成腔室的兩個基 材之間接觸。有源液晶盒是其中通過施加外力，例如電場或磁場，液晶材料能-盒。無源液晶盒是其中液晶材料維持有序狀態(tài)的盒。有源液晶盒元件 的一個非限定性實例是液晶顯示器。
適合于與此處公開的本發(fā)明各種非限定性實施方案結合使 用的基材包括，但不限于，由有機材料、無機材料或其結合物，例如 復合材料形成的基材。此外，此處公開的基材可具有任何合適的形狀， 其中包括，但不限于，平面、圓柱形、球形、平面-凹面(即一側為平 面，和另一側為凹面)和平面-凸面(即一側為平面，和另一側為凸面)。 例如，基材可以是具有一個平坦表面和一個曲線(凸面或凹面)表面的 平面-凸面或平面-凹面眼用透鏡，其中所述曲線的曲率相當于眼用透 鏡所使用的各種基礎曲線中的任何一種。以下更詳細地描述基材可由 其形成的材料的具體的非限定性實例。括聚合物材料，例如由美國專利No. 5962617的第2欄第9行-第7欄 第46行和美國專利No. 5658501的第15欄第28行-第16欄第17行 公開的單體和單體混合物制備的均聚物和共聚物，其公開內(nèi)容在此特 意通過參考引入。這種有機材料可以是熱塑性或熱固性聚合物材料， 可以是透明或光學無色的，且可具有所要求的任何折射指數(shù)。例如， 盡管此處沒有限制，但眼用透鏡可由其形成的透明或光學無色的有機 聚合物材料的折射指數(shù)范圍典型地為1. 48 - 1.74。具體、非限定性實例可包括多元醇(烯丙基碳酸酯)單體，例如烯丙 基二甘醇破酸酯，例如二乙二醇雙(烯丙基碳酸酯)，所述單體以商品 名CR-39tm由PPG Industries, Inc. ， Pittsburgh， Pennsylvania銷售；聚脲-聚氨酯(聚脲-氨基曱酸酯)聚合物，該聚合物例如通過使聚氨酯 預聚物與二胺固化劑反應而制備， 一種這樣的聚合物的組成以商品名 TRIVEXT"由PPG Industries Ohio, Inc. ， Cleveland, Ohio銷售；丙烯 酸類官能單體，例如，但不限于，多元醇(甲基)丙烯?；舛说奶妓?酯單體，二乙二醇二甲基丙烯酸酯單體，乙氧化苯酚甲基丙烯酸酯單 體，乙氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯單體，乙二醇雙曱基丙烯酸酯單 體，聚(乙二醇)雙甲基丙烯酸酯單體，氨基甲酸酯丙烯酸酯單體，和 聚(乙氧化雙酚A二甲基丙烯酸酯)單體；二異丙基苯單體；聚(乙酸乙 烯酯)；聚(乙烯醇)；聚(氯乙烯)；聚(偏氯乙烯)；聚乙烯；聚丙烯； 聚氨酯；聚硫代氨基甲酸酯，它包括，但不限于，諸如獲自Mitsui Toatsu Chemicals ， Inc.的牌號為MR - 6、 MR - 7和MR - 8的光學樹脂 之類的材料；熱塑性聚碳酸酯，例如由雙酚A和光氣衍生的與碳酸酯 相連的樹脂， 一種這樣的材料以商品名LEXA^銷售；聚酯，例如以商 品名MYLAI^銷售的材料；聚(對苯二甲酸乙二酯)；聚乙烯縮丁醛；降 水片烯均聚物和共聚物，例如以商品名ARTON * JSRCorp.，Saitama， 日本銷售的那些材料；(聚(甲基丙烯酸甲酯))，例如以商品名 1^乂101^3@銷售的材料，和通過使多官能異氰酸酯與多硫醇或多環(huán)氧 硫化物單體反應制備的聚合物，該聚合物與多疏醇、多異氰酸酯、多異硫氰酸酯和任選地烯鍵式不飽和單體或含卣代芳基的乙烯基單體均 聚或共聚和/或三元共聚。還考慮這種單體的共聚物，以及所述的聚合 物與共聚物和其他聚合物的共混物，以便例如形成嵌段共聚物或互穿 網(wǎng)絡產(chǎn)品。
如前所述，基材可以是眼用基材。此處所使用的術語"眼 用基材"是指透鏡，尤其部分成形的透鏡，和透鏡坯料。根據(jù)此處公 開的各種非限定性實施方案，眼用基材可由其形成的有機材料的非限 定性實例包括，但不限于，本領域公知的在用于光學應用的形成透明 或光學無色的鑄件(casting)中有用的聚合物。限定性實例可包括合成與天然有機材料二者，其中沒有限制地包括， 不透明或半透明的聚合物材料，天然和合成紡織品，以及纖維素材料。 可與此處公開的各種非限定性實施方案聯(lián)合使用的適合于在形成基材 中使用的無機材料包括無機氧化物基玻璃、礦物、陶瓷和金屬。例如， 基材可包括無機氧化物基玻璃。此外，基材可包括陶瓷、金屬或礦物 基材，它們可任選地在至少一側上拋光，形成反射表面。在希望具有 反射基材表面的情況下，可將反射陶瓷或層沉積或在其他情況下施加 到無機或有機基材的表面上，使它反射或提高其反射率。、
此外，基材可以是未著色、著色和/或光致變色的。此處所 使用的術語"未著色基材，，是指基本上沒有添加著色劑(例如，但不限 于，常規(guī)染料)的基材。此處所使用的術語"光化輻射線"是指電磁輻 射線，例如，但不限于，能引起響應的紫外和可見光輻射線。此外， 術語"著色基材，，是指添加了著色劑(例如，但不限于，常規(guī)染料)的 基材，其中著色劑對可見光輻射線具有吸收光譜，所述可見光輻射線 對光化輻射線的響應沒有顯著變化。此處所使用的術語"光致變色基 材，，是指添加了光致變色材料的基材。此外，根據(jù)此處公開的各種非 限定性實施方案的基材可以同時著色和光致變色，即基材可包括常規(guī) 染料著色劑(它對可見光輻射線具有吸收光譜，所述可見光輻射線對光 化輻射線的響應沒有顯著變化)和光致變色材料二者。
再者，光學元件中的基材可在其一個或更多個表面上具有 保護涂層，例如，但不限于，耐磨涂層(也稱為"硬涂層")。例如， 可商購的熱塑性聚碳酸酯眼用透鏡基材常常與施加到其表面上的耐磨 涂層一起銷售，因為這些基材的表面傾向于容易劃傷、磨蝕或刮擦。 一種這樣的聚碳酸酯透鏡基材的實例以商品名GENTEX⑧銷售(Gentex Optics,Inc.， Dudley,Massachusetts)。
此處所使用的術語"保護涂層"是指諸如過渡涂層、耐磨 涂層(或硬涂層)、氧氣阻擋涂層和UV屏蔽涂層之類的涂層。耐磨涂層 的非限定性實例包括含硅烷的耐磨涂層，含輻射固化的丙烯酸酯基薄 膜的耐磨涂層，基于無機材料，例如二氧化硅、二氧化鈦和/或氧化鋯 的耐磨涂層，和這些涂層的結合物。例如，保護涂層可包括輻射固化 的丙烯酸酯基薄膜的第一涂層和含硅烷的第二涂層。商業(yè)保護涂層的 非限定性實例包括分別獲自SDC Coatings, Inc.和PPG Industries, Inc.的SILVUE 124和HI-GARD⑧涂層。
盡管此處沒有限制，但發(fā)明人觀察到 一些功能有機涂層， 例如含光取向材料(例如，聚乙烯基肉桂酸酯)的校準涂層和含液晶材 料的涂層(例如，液晶涂層)對有機基材的表面，和尤其對在其上具有 耐磨涂層的有機基材表面的粘合性低于所需的粘合性。還觀察到本發(fā) 明的相容涂層可以有用地改進和/或提高功能涂層，例如校準涂層和液 晶涂層對眼用基材，和尤其對具有硬質涂布表面的眼用基材的粘合性。 因此，本發(fā)明的光學元件可包括與其至少一部分表面接觸的含耐磨涂 層的基材，和相容涂層可以與在基材表面上的至少一部分耐磨涂層接 觸，以改進或提高基材上的耐磨涂層與在其上施加的功能有機涂層之 間的粘合性。
如前所述，本發(fā)明涉及光學元件，該光學元件包括基材， 在基材的至少一部分表面上的相容涂層，和與基材相對的至少一部分 相容涂層接觸的除了耐磨涂層以外的功能有機涂層。此處所使用的術 語"涂層"是指含由可流動組合物得到的一層或更多層完全或部分層 的結構，且它可以具有或可以不具有均勾的組成和/或截面厚度。此處所使用的術語"相容涂層"是指改進表面和在其上施加的另一涂層之 間相容性并有助于在該表面上形成或施加其他涂層的的涂層。例如， 可將相容涂層施加到表面，例如基材表面，或另一涂層的表面上，以 改進潤濕、化學相容性以及另 一涂層與表面粘合性中的一種或更多種 性能。
此外，在此處所使用的涂層上下文中，在一個表面或物體 上中的術語"在…上"是指所討論的涂層與表面或物體相連，以便所 討論的涂層被該表面或物體承栽或攜載。此外，所述所使用的術語 "與…相連"是指通過另一材料或結構或者直接或者間接相關。因此， 例如在一個表面上的涂層可以直接施加到該表面上，或者它可施加在 一層或更多層其他涂層上，其中所述其他涂層中的至少一層直接施加 在該表面上。 '
在基材的至少一部分表面上的相容涂層包括枝狀聚合物。 此處所使用的術語"枝狀聚合物"是指包括共價鍵合到多個樹枝 (dendron)(或樹狀結構)上的多價核的三維大分子材料。術語"樹枝" 是指具有從集中的點，例如多價核處伸出的多個分支層(或"下一代 (generation)")的樹狀結構。樹枝中每一連續(xù)的分支層或一代從上一 代中延伸，和在樹枝中的每一分支層或一代具有連續(xù)的一代(如果有的 話)可從中延伸的一個或更多個端基反應性位點(或"端基官能團")， 或者在最后(last)—代的情況下，可在枝狀聚合物上提供端基官能團。 枝狀聚合物通常具有較大數(shù)量的端基官能團，缺少纏結，和具有流體 動力學體積。此外，此處所使用的術語"枝狀聚合物"包括"枝狀體"和"超支化聚合物"二者。此處所使用的術語"枝狀體"是指具有對 稱球狀成型的枝狀聚合物，這一形狀來自于得到基本上單分散分子量 分布的控制工藝。此處所使用的術語"超支化聚合物"是指具有一定 程度的不對稱和多分散的分子量分布的枝狀聚合物。
盡管此處沒有限制，但可例如通過在多價核上逐步形成樹 枝，從而形成枝狀聚合物。例如，盡管此處沒有限制，但可通過使多 元醇核與第一擴鏈劑，例如，但不限于，含兩個或更多個羥基的羧酸，在典型的酯化條件下反應，形成含與其相連的第一分支層(或一代)的 具有數(shù)個樹枝的核，從而形成聚酯型枝狀聚合物。樹枝各自包括許多 端基官能團(例如，在本發(fā)明實施例中，端羥基)，它位于第一分支層 周圍。這些端基官能團可以進一步與另外的第一擴鏈劑反應，在核上 產(chǎn)生第二分支層。通過使端基官能團在最后形成的分支層的周圍與額 外的第一擴鏈劑反應連續(xù)復制分支層將長成樹枝，并通常在枝狀聚合 物上得到端基官能團數(shù)量(例如，在本發(fā)明的實施例中，端羥基)的增 加。在將最終的分支層添加到枝狀聚合物上之后，在枝狀聚合物的最 后的分支層內(nèi)的任何殘留的端基官能團(例如，在本發(fā)明的實施例中， 任何殘留的端羥基)可形成枝狀聚合物的端基官能團，可例如通過烷氧化進一步擴鏈；可以例如通過與鏈終止劑反應而封端；或者可通過與 任何材料反應在枝狀聚合物上提供不同的端基官能團而官能化。此處 所使用的術語"鏈終止劑"包括缺少與隨后的擴鏈基團反應的合適官 能團的擴鏈劑。
在美國專利No. 5418 301 ( " 、301專利")的第6欄第1行-60行中公開了在多價核上形成聚酯型枝狀聚合物的逐步方法的一種非 限定性實例。、301專利還在第2欄第45行-第3欄第68行中提供了 適合于在形成聚酯型枝狀聚合物中使用的多價核的數(shù)個實施例；在第 4欄第1行-55行中提供了適合于在形成聚酯型枝狀聚合物中使用的 擴鏈劑的數(shù)個實例，和在第4欄第56行-第5欄第68行中提供了適 合于在形成聚酯型枝狀聚合物中使用的鏈終止劑的數(shù)個實例。、301專 利的前述部分具體地在此通過參考引入，其程度使得引入的公開內(nèi)容 沒有與此處提供的術語和定義相沖突。
此外，在以上所述的逐步工藝過程中，在形成任何分支層 (即，第一分支層，第二分支層等)之后，不同于第一擴鏈劑(例如，盡 管此處沒有限制，但含有反應性端基官能度的不同多官能羧酸或酸酐) 的中間取代基(它也可被稱為"間隔擴鏈劑")可與最后形成的分支層 中的端羥基反應。之后，中間取代基中的端基官能團可與第二擴鏈劑 反應，所述第二擴鏈劑可以不同于第一擴鏈劑和間隔擴鏈劑，以提供具有所需結構和官能度的枝狀聚合物。在美國專利6569956第3欄第 33行-第4欄第42行中公開了形成聚酯型枝狀聚合物的這一方法的 非限定性實例，其公開內(nèi)容具體地在此通過參考引入，其程度使得引 入的公開內(nèi)容沒有與此處提供的術語和定義相沖突。在美國專利 5663247第7欄第52行-第8欄第38行中公開了形成聚酯型枝狀聚 合物的這一方法的另一非限定性實例，其公開內(nèi)容具體地在此通過參沖突。
、又 、 一曰、、、 ，
或者，可通過預先生產(chǎn)樹枝和隨后將樹枝連接到多價核上， 從而形成枝狀聚合物。例如，可通過在正常的縮合溫度下，縮合一種 或更多種羥基官能的羧酸，通過允許單-、二-、三-或多-官能羧酸與 單-、二-、三-或多-官能醇或環(huán)氧化物形成酯鍵，或者通過導致形成 酯鍵、醚鍵或其他化學鍵的類似工序，形成樹枝，從而形成聚酯型枝 狀聚合物?？蛇x擇生產(chǎn)樹枝所使用的原料，提供在其集中點處具有官 能團的每一樹枝，其中所述集中點官能團可與多價核反應，使樹枝與 核，和在樹枝周圍的多個端基官能團相連。在美國專利5663247 (" 、247 專利")的第7欄第23行-51行和第8欄第1行-38行中公開了形成 聚酯型枝狀聚合物的這一方法的非限定性實例，其公開內(nèi)容具體地在 此通過參考引入，其程度使得引入的公開內(nèi)容沒有與此處提供的術語 和定義相沖突。
如上所述，聚酯型枝狀聚合物可以由酯或聚酯單元，任選 地結合醚或聚醚單元形成。例如，相容涂層中的枝狀聚合物可以是包 括1 - 100,和更常見地1 - 20，例如2 - 8層分支層可添加到其上的具 有至少一個反應性環(huán)氧基、羥基、羧基或酸酐基的單體或聚合物核的 聚酯型枝狀聚合物?？捎删哂兄辽偃齻€反應性基團的單體或聚合物支 化擴鏈劑形成分支層，其中所述反應性基團中的至少一個通常是羥基， 和至少一個是羧基、酸酐基或環(huán)氧基。如前所述，聚酯型枝狀聚合物 任選地也可含有至少一個間隔擴鏈劑，所述間隔擴鏈劑可以是具有兩 個反應性基團的化合物。例如，間隔擴鏈劑可包括這一化合物中的一個羥基，和一個羧基或酸酐基，或內(nèi)部酯(inner ester),例如內(nèi)酯。 此外，如前所述，聚酯型枝狀聚合物也可包括端基官能團，例如羥基、 羧基或酸酐基，和/或枝狀聚合物可任選地被至少一個單體或聚合物鏈 終止劑完全或部分鏈封端，和/或被不同官能團官能化。如上所述，、301專利在第2欄第45行-第3欄第68行中 提供適合于在形成聚酯型枝狀聚合物中使用的多價核的數(shù)個實例；在 第4欄第1行-55行中提供適合于在形成聚酯型枝狀聚合物中使用的 擴鏈劑的數(shù)個實例；和在第4欄第56行-第5欄第68行中提供適合 于在形成聚酯型枝狀聚合物中使用的鏈終止劑的數(shù)個實例。在、247專 利的第3欄第22行-第4欄第45行中公開了在形成聚酯型枝狀聚合 物中可使用的多價核的額外的非限定性實例。在、247專利的第4欄第 45行-第5欄第7行中公開了在形成聚酯型枝狀聚合物中可使用的擴 鏈劑的額外的非限定性實例。在、247專利的第5欄第33行-第6欄 第60行中公開了在形成聚酯型枝狀聚合物中可使用的鏈終止劑的額 外的非限定性實例。在、247專利的第5欄第7行-32行中公開了在形 成聚酯型枝狀聚合物中可使用的間隔擴鏈劑的額外的非限定性實例。 、301專利和、247專利的前述部分的公開內(nèi)容在此特意通過參考引入，
、
可改變在枝狀聚合物上的端基官能團的百分數(shù)，其中所述
端基官能團可例如通過丙烯酸酯化而官能化，以提供丙烯酸酯端基。 例如，根據(jù)此處公開的公知非限定性實施方案，約1-100%相容涂層 中枝狀聚合物中的端基官能團可被官能化。在丙烯酸酯化(即官能化) 的聚酯型枝狀聚合物中丙烯酸酯端基的百、分數(shù)可從1變化到100%， 例如20 - 100 %，或40 - 100 %，例如45 - 100 %，且范圍可進一步為 這些百分數(shù)中的任何結合，其中包括引證的百分數(shù)的端值。相容涂層中枝狀聚合物可以是含端羥基(例如以上所述的 那些)的聚酯型枝狀聚合物，或者一個或更多個端羥基可被官能化，以 提供具有一個或更多個不同官能團的枝狀聚合物。例如，如上所述， 聚酯型枝狀聚合物中的羥基可被官能化，以提供一個或更多個丙烯酸 酯端基。相容涂層中枝狀聚合物可包括端基官能團，所述端基官能 團是羥基、丙烯酸酯、酸、異氰酸酯、硫醇、胺、環(huán)氧基、硅烷和縮 水甘油基中的至少一個。此外，根據(jù)此處公開的各種非限定性實施方 案中的枝狀聚合物可包括至少一個不同的官能團，它們獨立地為羥基、 丙烯酸酯、酸、異氰酸酯、硫醇、胺、環(huán)氧基、硅烷或縮水甘油基。 本領域的技術人員容易理解，官能化枝狀聚合物，例如以上所述的聚 酯型枝狀聚合物的方法，以摻入一個或更多個以上所述的端基官能團?？捎上嗳萃苛辖M合物形成含枝狀聚合物的相容涂層，其中 所述相容涂料組合物包括含端基官能團的枝狀聚合物，其中端基官能 團是羥基、丙烯酸酯、曱基丙烯酸酯、酸、異氰酸酯、硫醇、胺、環(huán)氧基、硅烷和縮水甘油基中的至少一個。含端基官能團的枝狀聚合物 的非限定性實例及其制備方法如上所述。除了以上所述的枝狀聚合物以外，相容涂層可由其衍生的 相容涂料組合物可進一步包括
(a) 包括至少兩個反應性官能團的含環(huán)氧基的材料，其中至少兩個 官能團中的至少一個是環(huán)氧基；
(b) 包括至少兩個反應性官能團的含異氰酸酯的材料，其中至少兩 個官能團中的至少一個是異氰酸酯基；
(c) 包括至少兩個反應性官能團的含(甲基)丙烯酸酯的材料，其中 至少兩個官能團中的至少一個是(甲基)丙烯酸酯基；和/或
(d) 包括至少兩個反應性官能團的氨基塑料樹脂。
另外，相容涂層由其衍生的相容涂料組合物可任選地包括偶聯(lián)劑， 其至少部分水解物，或其混合物；和引發(fā)劑與催化劑中的至少一種。可使用的含環(huán)氧基的材料的非限定性實例可包括具有至少 一個環(huán)氧基和下述中的至少一個的含環(huán)氧基的材料丙烯酸酯基、異 氰酸酯基、硫醇基、額外的環(huán)氧基、 硅烷基和縮水甘油基。相容涂層中含環(huán)氧基的材料可以是包括至少兩個環(huán)氧基的 含環(huán)氧基的材料。包括至少兩個環(huán)氧基的含環(huán)氧基的材料的非限定性 實例可用下式I、 II或其混合物表示
R
其中
(a) R1可表示諸如氫或d - C3烷基之類的基團;
(b) m可表示范圍為2-4的整數(shù)；
(c) A可表示諸如下述基團(i) C廣C2。亞烷基，取代的C廣C2。亞烷基，C廣C2。環(huán)亞烷基，
取代的C3-C2。環(huán)亞烷基，未取代或取代亞芳基，例如亞苯基或亞萘基，
芳基(C,-C》亞烷基，取代的芳基(d-C》亞烷基，其中所述亞烷基和 環(huán)亞烷基的取代基各自獨立地為羧基、羥基或d-C3烷氧基，和其中 所述亞芳基和芳基(d - c3)亞烷基的取代基各自獨立地為羧基、羥基、 C-C3烷氧基或C,-C3烷基；
(ii) 基團-CH))R2(0-)C-,其中112表示諸如C2-C2。亞烷基或 亞芳基之類的基團；
(iii) 基團-R3-(OR3-)n或-(OR3)n-，其中R3表示諸如C廣C4亞
烷基之類的基團，和n表示范圍為1-20的整數(shù)，
(iv) 鄰苯二甲酰基、間苯二甲?；?、對苯二甲?；?、羥基取 代的鄰苯二甲酰基、羥基取代的間苯二甲酰基、羥基取代的對苯二甲 ?；?；或
(v) 用下式表示的基團
其中W和115各自獨立地表示諸如d-C4烷基、氯或溴之類的基團，p 和q各自獨立地表示范圍為0-4的整數(shù)，每一O 獨立地表示諸
如二價苯基或二價環(huán)己烷基之類的基團，和當^Z〉是二價苯基時，G 表示諸如-O-、 -S-、 -S(02)-、普0)-、 -CH廣、-CH-CH-、 -C(CH3)2-、
-C(CH3) (C6H5)-、-((^4)-或 ^之類的基團；或當N~/是二
價環(huán)己烷基時，G表示諸如-0-、 -S-、 -012-或-(:((^3)2-之類的基團；
和
(d)B表示諸如C廣C2。烷基，取代的C廣C2。烷基，C廣C2。環(huán)烷基，取代的C3-C2。環(huán)烷基，未取代或取代芳基，苯基和萘基，芳基(d-C3) 烷基，或取代的芳基(d-C3)烷基之類的基團，其中所述烷基和環(huán)烷基 的取代基各自獨立地為羧基、羥基或d-C3烷氧基，和其中所述芳基 和芳基(d-C》烷基的取代基各自獨立地為羧基、羥基、C,-C3烷氧基 或d-C3烷基。相容涂料組合物中含環(huán)氧基的材料也可用式I、 II或其混 合物表示，其中W是氫，A表示諸如下述之類的基團
其中R4、 R5、 E和G可表示諸如以上所述的基團之類的基團，和p 與q如上所定義；C廣d。亞烷基，亞苯基；-R3-(OR3)- 或-(OR3)n-，其 中Rs和n與前面定義的相同，或鄰苯二曱?；?；和B表示諸如C2-d。 烷基、苯基或苯基(d-C3)烷基之類的基團?？稍谙嗳萃苛辖M合物中使用的包括至少兩個環(huán)氧基的含環(huán) 氧基的材料的具體的非限定性實例可包括甘油聚縮水甘油基醚；二甘 油聚縮水甘油基醚，甘油丙氧化三縮水甘油基醚，三羥甲基丙烷三縮 水甘油基醚，山梨醇聚縮水甘油基醚，聚(乙二醇)二縮水甘油基醚， 聚(丙二醇)二縮水甘油基醚，新戊二醇二縮水甘油基醚，N，N-二縮水 甘油基-4-縮水甘油基氧基苯胺、N，N、-二縮水甘油基甲苯胺，1，6-己 二醇二縮水甘油基醚，二縮水甘油基1，2-環(huán)己烷二羧酸酯，二縮水甘 油基雙酚A(例如，雙酚A的二縮水甘油基醚)，雙酚A的二縮水甘油 基醚的聚合物，縮水甘油基封端的聚(雙酚A-共-表氯醇)、羥化雙酚A 環(huán)氧丙烷加合物的二縮水甘油酯，對苯二甲酸的二縮水甘油酯， 1，2，3,6-四氫鄰苯二甲酸二縮水甘油酯，螺環(huán)二醇二縮水甘油醚，氫 醌二縮水甘油基醚，及其混合物。可在本發(fā)明的相容涂料組合物中使用的含異氰酸酯材料的 非限定性實例可包括含至少一個異氰酸酯基和下述中的至少一個的含 異氰酸酯的材料羥基、丙烯酸酯基、酸基、額外的異氰酸酯基、硫
25醇基、胺基、環(huán)氧基、硅烷基、乙烯基、烯丙基和縮水甘油基。此處 所使用的術語含異氰酸酯的材料包括含至少一個異氰酸酯基的材料， 所述異氰酸酯基可以是封端異氰酸酯基或未封端的異氰酸酯基?？墒褂玫暮辽賰蓚€反應性官能團的含異氰酸酯的材料的 非限定性實例(其中至少 一個反應性官能團是異氰酸酯基)可包括間-異丙烯基-a， a二甲基千基異氰酸酯；含乙烯基醚基的丙烯酸官能單 體和異氰酸的反應產(chǎn)物；具有選自氨基、羥基、巰基及其結合中的官 能團的不飽和單體與具有至少兩個官能團的含異氰酸酯的化合物的反 應產(chǎn)物；和任何前述的混合物。在美國專利No. 6025026的第6欄第 37行-第8欄第65行中詳細地公開了這種含異氰酸酯的材料及其制 備方法，其公開內(nèi)容具體地在此通過參考引入。例如，含異氰酸酯的材料可選自一種或更多種多異氰酸酯， 例如二異氰酸酯和三異氰酸酯，其中包括縮二脲和異氰脲酸酯。在本 發(fā)明公開內(nèi)容的反應產(chǎn)物的制備中，任何合適的二異氰酸酯，其中包 括1，4-四亞曱基二異氰酸酯和1,6-六亞甲基二異氰酸酯的縮二脲可
用作含異氰酸酯的材料。此外，可使用脂環(huán)族二異氰酸酯，例如異佛 爾酮二異氰酸酯和4，4、-亞甲基-雙(環(huán)己基異氰酸酯)的縮二脲?？s二 脲可由其制備的合適的芳烷基二異氰酸酯的實例是間二甲苯二異氰酸 酯和a， a， a 、， ot 、-四亞甲基--二甲苯二異氰酸酯。在本發(fā)明公開內(nèi) 容的反應產(chǎn)物的制備中，二異氰酸酯本身也可用作含異氰酸酯的材料。
三官能的異氰酸酯也可用作含異氰酸酯的材料，例如異佛 爾酮二異氰酸酯的三聚體，三異氰酸根壬烷，三苯甲烷三異氰酸酯， 1， 3， 5-苯三異氰酸酯，2， 4， 6-甲苯三異氰酸酯;以商品名CYTHANE 3610 由CYTEC Industries銷售的三羥甲基和四曱基二甲苯二異氰酸酯的加 合物；和DESMODURN 3300 (它是六亞甲基二異氰酸酯的異氰脲酸酯， 獲自Bayer Corporation)。此外，多異氰酸酯可包括環(huán)異氰酸酯，例 如二異氰酸酯，例如六亞甲基二異氰酸酯和異佛爾酮二異氰酸酯的異 氰脲酸酯?？捎米骱惽杷狨サ牟牧系亩喈惽杷狨ヒ部梢允且陨瞎_的那些之一，并使用本領域技術人員已知的合適的材料和技術，用一 種或更多種多胺和/或多元醇擴鏈。相容涂料組合物中含異氰酸酯的材料可以是含至少兩個異 氰酸酯基的含異氰酸酯的材料。含至少兩個異氰酸酯基的含異氰酸酯 的材料的非限定性實例包括曱苯-2，4-二異氰酸酯；曱苯-2，6-二異氰 酸酯；二苯甲烷-4，4、-二異氰酸酯；二苯曱烷-2,4、-二異氰酸酯；對 苯二異氰酸酯；聯(lián)苯二異氰酸酯；3， 3 、-二曱基-4， 4 、-聯(lián)苯二異氰酸酯； 四亞甲基-l，4-二異氰酸酯；六亞甲基-1，6-二異氰酸酯；2，2，4-三甲 基己烷-l，6-二異氰酸酯；賴氨酸甲酯二異氰酸酯；雙(異氰酸乙酯基) 富馬酸酯；異佛爾酮二異氰酸酯，其以商品名DESMODUR PL 340商購 于Bayer Materialscience, Pittsburgh, PA; 乙二異氰酸酯；十二烷 -l，12-二異氰酸酯；環(huán)丁烷-1， 3-二異氰酸酯；環(huán)己烷-1,3二二異氰酸 酯；環(huán)己烷-1，4-二異氰酸酯；曱基環(huán)己基二異氰酸酯；六氫曱苯-2，4-二異氰酸酯；六氫曱苯-2,6-二異氰酸酯；六氫苯-1， 3-二異氰酸酯； 六氫苯-1,4-二異氰酸酯；全氫二苯甲烷-2，4、-二異氰酸酯；全氫二苯 曱烷-4，4、-二異氰酸酯；萘-l，5-二異氰酸酯；及其混合物。此處所使用的術語"(甲基)丙烯酰基"、"(甲基)丙烯酸 類"或"(甲基)丙烯酸酯"擬覆蓋所指材料的丙烯?；?丙烯酸類/丙 烯酸酯和甲基丙烯酰基/甲基丙烯酸類/甲基丙烯酸酯形式?？稍谙嗳?涂料組合物中使用的含(甲基)丙烯酸酯的材料的非限定性實例可包 括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯單體，其中包括多官能丙烯酸酯和甲基 丙烯酸酯，例如二-、三-、四-和五-官能丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。可使用丙烯酸或甲基丙烯酸單體，或丙烯酸和/或曱基丙烯 酸單體的混合物，制備相容涂料。(曱基)丙烯酸單體的混合物可包括 單-、二-、三-、四-和五-官能單體。(甲基)丙烯酸酯的非限定性實例包括多官能(甲基)丙烯酸 酯，例如二-、三-、四-和五-官能(曱基)丙烯酸酯。在本發(fā)明的相容 涂料組合物中可使用的(甲基)丙烯酸酯的非限定性實例可用下述通式 VI表示VI R8-(0C (=0) C (R9) =CH2) s 其中118表示諸如含2 - 20個碳原子和任選地1 - 20個亞烷基氧基 鍵的脂族或芳族基團之類的基團；W表示諸如氫或含1 - 4個碳原子的 烷基之類的基團，和s表示范圍為1-5的整數(shù)。當s大于1時，R8 是將丙烯酸類官能團連接在一起的連接基。典型地，R9是氫或甲基， 和s是范圍為1-3的整數(shù)。更具體地，二(甲基)丙烯酸酯(當s為2 時)可用通式VII表示
其中R"和R"可以相同或不同，且各自表示諸如氫或含1-4個碳 原子的烷基之類的基團，優(yōu)選氫或甲基，和R"表示例如l-20個碳原 子的爛連接基，例如亞烷基， 一個或更多個氧基亞烷基(或不同的氧基 亞烷基的混合物)；或下述通式VIII的基團
<formula>formula see original document page 28</formula>
其中每一 R"獨立地表示諸如氫或1-4個碳原子的烷基之類的基 團，例如曱基；每一 J獨立地表示鹵素原子，例如氯；每一t獨立地 表示范圍為0-4的整數(shù)，例如0-1;和u與v是范圍為0-20的數(shù) 值，例如1-15或2-10。 u和v的數(shù)值是平均值，且當計算時，可以 是整數(shù)或分數(shù)。具有環(huán)氧基的(甲基)丙烯酸酯可用下述通式IX表示<image>image see original document page 29</image>
其中R"和R"可以相同或不同，且各自表示諸如氫或含1-4個碳 原子的烷基之類的基團，例如甲基，R"和R"可以是含2-3個碳原子 的亞烷基，例如亞乙基和亞丙基，和w與x是數(shù)值0-20，例如O或l - 15或2 - 10。當w和x之一是0和另一個是1時，R"或R"中的另一 基團可以是具有下式X的芳族基團
<image>image see original document page 29</image>
例如，衍生于2，2-二亞苯基丙基的基團，所述苯基可以被d-C4 烷基或卣素，例如曱基和/或氯取代。相容涂料組合物可進一步包括氨基塑料樹脂。氨基塑料樹 脂包括胺或酰胺與醛的縮合產(chǎn)物且具有至少兩個反應性基團?？梢酝?過使帶有NH基的材料，例如脲、三聚氰胺、苯并胍、glycouril和環(huán) 脲，與羰基化合物，例如甲醛或高級酪和酮，以及醇，例如甲醇、乙 醇、丁醇、丙醇和己醇反應，制備合適的氨基塑料。也可使用由醇和 甲醛與三聚氰胺，脲或苯并胍反應獲得的縮合產(chǎn)物，例如三溱、二溱、 三唑、胍類、胍胺和烷基取代的三聚氰胺和芳基取代的三聚氰胺的醛 縮合物。氨基塑料樹脂以商品名CYMEL和RESIMENE商購于Cytec Industries, Inc.。這種產(chǎn)品的非限定性實例包括CYMEL 345、 350和 /或370樹脂，以及RESIMENE⑧717、 730和/或735樹脂。在氨基塑料 樹脂上的合適的反應性官能團包括此處公開的任何反應性基團，例如 羥基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、酸、異氰酸酯、硫醇、胺、環(huán)氧基、 硅烷和縮水甘油基。如上所述，形成本發(fā)明的相容涂層可使用的相容涂料組合 物可任選地包括偶聯(lián)劑，其至少部分水解物，或其混合物。此處所使用的措辭偶聯(lián)劑的"至少部分水解物"是指至少部分或完全水解的偶
聯(lián)劑?？墒褂玫呐悸?lián)劑的非限定性實例可包括硅烷；鈦酸酯類和/或鋯 酸酯類。例如，偶聯(lián)劑可以是用下式V表示的硅烷偶聯(lián)劑
V 0T0)y-SHR")z 其中對于每一情況來說
R18獨立地表示諸如具有不大于20個碳原子的烴基取代基之類的基 團，所述基團未取代或被環(huán)氧基、環(huán)氧丙氧基、氨基、乙烯基、千基、 笨乙烯基、(甲基)丙烯酰氧基、巰基、卣素、脲基或烷氧基取代；
R"獨立地表示諸如環(huán)氧基、環(huán)氧丙氧基、氨基、乙烯基、千基、 苯乙烯基、(甲基)丙烯酰氧基、巰基、卣素、脲基、烷氧基，或具有 不大于20個碳原子的的脂族、脂環(huán)族或芳族烴基取代基之類的基團， 其中所述基團未取代或被環(huán)氧基、環(huán)氧丙氧基、氨基、乙烯基、芐基、 苯乙烯基、(甲基)丙烯酰氧基、巰基、卣素、脲基或烷氧基取代；或 兩個R19可結合形成C4 - C7環(huán)烷基或雜環(huán)基，其中雜原子是氧和氮中的 至少一個；
y表示范圍為1 -4的整數(shù)；和
z表示范圍為0-3的整數(shù)，條件是y+z之和為4。在相容涂料組合物不包括偶聯(lián)劑的情況下，相容涂料組合 物中的枝狀聚合物除了包括一個或更多個端羥基、(甲基)丙烯酸酯、 羧酸、異氰酸酯基、疏醇、胺、環(huán)氧基或縮水甘油基以外，還可任選 地包括至少一個硅烷端基。另外或替代地，相容涂料組合物中含環(huán)氧 基的材料、含異氰酸酯的材料、含(曱基)丙烯酸酯的材料或氨基塑料 樹脂材料中的至少一個官能團可以是硅烷基。如上所述，形成相容涂層可使用的相容涂料組合物可任選 地包括引發(fā)劑和催化劑中的至少一種。此處所使用的術語"引發(fā)劑" 是指引發(fā)化學反應的物質。此外，此處所使用的術語"催化劑"是指 在本身沒有經(jīng)歷任何永久的化學變化的情況下，增加化學反應速度的 物質。
在相容涂料組合物包括至少一種含環(huán)氧基的材料(如上所 述)的情況下，相容涂料組合物通常包括至少一種引發(fā)劑，例如熱引發(fā) 劑和/或光引發(fā)劑，當暴露于熱和/或光化輻射線下時，生成酸，它們 可有助于含環(huán)氧基的材料定型。例如，且此處沒有限制地，通過引發(fā) 劑生成的酸可以是路易斯酸或布朗斯臺德酸。此外，若相容涂料組合 物包括硅烷偶聯(lián)劑或其至少部分水解物(如上所述)，則通過降低組合 物的pH，通過引發(fā)劑生成的酸也可有助于硅烷偶聯(lián)劑的縮合。結合涂 料、涂料組合物或其組分所使用的術語"定型(set, setting)"等擬包 括例如，但不限于，固化、聚合、交聯(lián)、冷卻和干燥之類的工藝。盡管此處沒有限制，但認為除了至少一種含環(huán)氧基的材料 以外，相容涂料組合物還包括含端基(曱基)丙烯酸酯基的枝狀聚合物 (例如丙烯酸酯化聚酯型聚合物，其實例如上所述)，使用能生成酸和 自由基二者的引發(fā)劑除了有助于含環(huán)氧基的材料定型以外，還可有助 于枝狀聚合物定型(例如交聯(lián))。也可使用能生成酸的引發(fā)劑和能生成 自由基的引發(fā)劑的結合物。引發(fā)劑可以是光引發(fā)劑，所述光引發(fā)劑適合于暴露于光化 輻射線下時生成酸。適合于當暴露于光化輻射線下時，可生成酸的合 適的光引發(fā)劑的非限定性實例包括錄鹽和iodosyl鹽、芳族重氮鹽、 金屬茂錄鹽、鄰硝基苯曱醛、磺酸酯，或在磺酸酯基的oc或P位上含 羰基的芳族醇，芳族酰胺或酰亞胺的N-磺酰氧基衍生物，芳族肟磺酸 酯，醌二疊氮化物，和在鏈內(nèi)含苯偶姻基的樹脂。結合此處公開的各種非限定性實施方案可使用的鎗鹽的具
體的非限定性實例包括二芳基碘銷鹽和三芳基锍鹽。在美國專利 No. 5639802第8欄第59行-第10欄第46行中公開了其他合適的銷
鹽，其公開內(nèi)容在此通過參考引入。三芳基锍鹽的非限定性實例包括 三芳基锍六氟磷酸鹽和三芳基锍六氟銻酸鹽。二芳基碘銷鹽的非限定 性實例包括4， 4 、-二甲基二苯基碘鎖四氟硼酸鹽、苯基_4-辛基氧基苯 基苯基碘銷六氟銻酸鹽，十二烷基二苯基碘銷六氟銻酸鹽，[4-[(2-十四烷醇)氧基]苯基]碘錄六氟銻酸鹽，和它們?nèi)魏蔚幕旌衔铩?br> 此外，在相容涂料組合物包括至少一種含異氰酸酯的材料 的情況下，相容涂料組合物通常包括催化劑，所述催化劑可以是光催 化劑，它可加速含異氰酸酯的材料定型。合適的催化劑的非限定性實 例可包括有機錫催化劑和有機鉍催化劑。此外，若除了含異氰酸酯的 材料以外，相容涂料組合物還包括含環(huán)氧基的材料，硅烷偶聯(lián)劑或其 至少部分水解物，和/或含丙烯酸酯端基的枝狀聚合物，則相容涂料組 合物還可包括引發(fā)劑，所述引發(fā)劑適合于生成酸，且也可任選地生成 自由基，以便有助于這些材料的定型。合適的引發(fā)劑的非限定性實例 如上所述。在相容涂料組合物包括光引發(fā)劑和/或光催化劑的情況下， 可任選地將光敏染料加入到相容涂料組合物中，以調節(jié)活化光引發(fā)劑 和/或光催化劑所需的光化輻射線的波長。光敏染料的非限定性實例可 包括吖啶陽離子染料、苯并黃素陽離子染料、二笨甲酮類堿性染料， 芘類染料，氟類染料，和它們中的任何一種的混合物與結合物。本發(fā)明的相容涂料組合物可進一步包括一種或更多種添加 劑，所述添加劑可輔助組合物或由其衍生的涂層或制品的加工和/或性 能。這種添加劑的非限定性實例可包括例如聚合抑制劑、溶劑、光穩(wěn) 定劑(例如，但不限于，紫外光吸收劑和光穩(wěn)定劑，例如受阻胺光穩(wěn)定 劑(HALS))、熱穩(wěn)定劑、脫模劑、流變學控制劑、流平劑(例如，但不 限于，表面活性劑)、自由基清除劑，和它們中的任何一種的混合物與 結合物。在基材至少一部分表面上含枝狀聚合物的相容涂料組合物 可衍生于含下述的相容涂料組合物
(a) 含端基官能團的枝狀聚合物； (b) 含至少兩個反應性官能團的含環(huán)氧基的材料，其中所述至少兩 個反應性官能團中的至少一個是環(huán)氧基；
(c) 含至少兩個反應性官能團的氨基塑料樹脂；
(d) 偶聯(lián)劑，其至少部分水解物，或其混合物，和任選地
(e) 引發(fā)劑。例如，枝狀聚合物可以是含至少一個端基丙烯酸酯基的枝狀聚合
物；含環(huán)氧基的材料可以是含至少兩個環(huán)氧基的含環(huán)氧基的材料；氨基塑料樹脂可以是含至少兩個反應性官能團的氨基塑料樹脂；偶聯(lián)劑、其至少部分水解物或其混合物可以是硅烷偶聯(lián)劑，其至少部分水解物或其混合物；和引發(fā)劑可以是適合于當暴露于光化輻射線下時生成酸的光引發(fā)劑。以上詳細地列出了含至少一個端基丙烯酸酯基的枝狀聚合物、含至少兩個環(huán)氧基的含環(huán)氧基的材料、含至少兩個反應性官能團的氨基塑料樹脂、硅烷偶聯(lián)劑和適合于當暴露于光化輻射線下時生成酸的光引發(fā)劑的合適的非限定性實例。另外，在至少一部分基材表面上含枝狀聚合物的相容涂料組合物可衍生于含下述的相容涂料組合物
(a) 含丙烯酸酯端基的枝狀聚合物；
(b) 含至少兩個異氰酸酯基的含異氰酸酯的材料；
(c) 含至少兩個反應性官能團的氨基塑料樹脂；
(d) 硅烷偶聯(lián)劑，其至少部分水解物，或其混合物；和
(e) 任選地，催化劑和引發(fā)劑中的至少一種。
例如，枝狀聚合物可以是含至少一個丙烯酸酯端基的枝狀聚合物；
含異氰酸酯的材料可以是含至少兩個異氰酸酯基的含異氰酸酯的材料
(它可以封端或未封端)；氨基塑料樹脂可以是含至少兩個反應性官能
團的氨基塑料樹脂；偶聯(lián)劑、其至少部分水解物或其混合物可以是硅
烷偶聯(lián)劑、其至少部分水解物或其混合物；引發(fā)劑可以是光引發(fā)劑；
和催化劑可以是有機錫催化劑和有機鉍催化劑中的至少一種。以上列出了可與這些非限定性實施方案結合使用的含至少一個丙烯酸酯端基
的枝狀聚合物、含至少兩個異氰酸酯基的含異氰酸酯的材料(它可以封端或未封端)、含至少兩個反應性官能團的氨基塑料樹脂、硅烷偶聯(lián)劑、光引發(fā)劑和催化劑的合適的非限定性實例。此外，在基材的至少一部分表面上含枝狀聚合物的相容涂層可衍生于含下述的相容涂料組合物
(a)含端基(甲基)丙烯酸酯的枝狀聚合物；(b) 含至少兩個(甲基)丙烯酸酯基的含(甲基)丙烯酸酯的材料；
(c) 含至少兩個反應性官能團的氨基塑料樹脂；
(d) 硅烷偶聯(lián)劑，其至少部分水解物，或其混合物；和任選地
(e) 引發(fā)劑，所述引發(fā)劑可以是例如光引發(fā)劑。以上詳細地列出了可與這些非限定性實施方案結合使用的含端基
(甲基)丙烯酸酯的枝狀聚合物、含至少兩個(甲基)丙烯酸酯基的含(曱基)丙烯酸酯的材料、含至少兩個反應性官能團的氨基塑料樹脂；硅烷偶聯(lián)劑、引發(fā)劑和更特別地光引發(fā)劑。此處公開的相容涂料組合物包括例如以全部固體為基礎，至少20wt。/。的枝狀聚合物，例如以全部固體為基礎，20 - 80wt。/。的枝狀聚合物，或以全部固體為基礎，30 - 70wt。/。的枝狀聚合物。相容涂料組合物可包括以全部固體為基礎，5-50wt%,例如10-40wt。/。，或15-30wt。/。含環(huán)氧基的材料，含異氰酸酯的材料，含(曱基)丙烯酸酯的材料，氨基塑料樹脂或其中任何一種的混合物。相容涂料組合物可包括以全部固體為基礎，5-50wt°/。，例如10-40wt%，或15- 30wt。/。偶聯(lián)劑，其至少部分水解物，或其混合物。
劑的用量可以是足以提供涂層所需定型特征的任何用量。盡管在此處
于數(shù)個因素，例如，但不限于，固化條件、所需的固化時間等，本領域的技術人員能容易地測定實現(xiàn)所需定型特征所需的引發(fā)劑和/或催化劑的類型與用量。例如，引發(fā)劑和/或催化劑可以以全部固體為基礎，范圍為0. 1-10wt。/。的用量存在于相容涂料組合物內(nèi)。本發(fā)明還涉及相容涂層，該相容涂層基本上不含光致變色材料且衍生于含下述的相容涂料組合物含異氰酸酯的材料和含(曱基)丙烯酸酯的材料。這種相容涂料可任選地包括枝狀聚合物或氨基塑料樹脂。例如，相容涂料組合物中含(甲基)丙烯酸酯的材料可以是枝狀聚合物(例如，以上所述的那些(甲基)丙烯酸酯官能化的枝狀聚合物)，或相容涂料組合物可包括含除了 (甲基)丙烯酸酯基以外的官能團的枝狀聚合物。例如，本發(fā)明提供眼用元件，它包括
(a) 眼用基材；
(b) 在眼用基材的至少一部分表面上的基本上不含光致變色材料的相容涂層，所述相容涂層由含下述的相容涂料組合物形成
(i) 含至少兩個異氰酸酯基的含異氰酸酯的材料，
(ii) 含至少兩個反應性官能團的含(曱基)丙烯酸酯的材料，其中所述反應性官能團中的至少一個是(甲基)丙烯酸酯基，
(i i i)含至少兩個反應性官能團的氨基塑料樹脂；
(iv) 偶聯(lián)劑，其至少部分水解物，或其混合物，
(v) 引發(fā)劑和催化劑中的至少一種；和
(c) 與眼用元件基材相對的至少 一部分相容涂層接觸的除了耐磨涂層以外的功能有機涂層。
例如，根據(jù)這些非限定性實施方案，相容涂料組合物中含異氰酸酯的材料可以是含至少兩個異氰酸酯基的含異氰酸酯的材料(它可以被封端或未封端)；含(曱基)丙烯酸酯的材料可以是含至少兩個(甲基)丙烯酸酯基的含(甲基)丙烯酸酯的材料；氨基塑料樹脂可以是含至少兩個反應性官能團的氨基塑料樹脂；偶聯(lián)劑，其至少部分水解物，或其混合物可以是硅烷偶聯(lián)劑；引發(fā)劑可以是光引發(fā)劑；和催化劑可以是有機錫催化劑或有機鉍催化劑中的至少一種。以上列出了可在這些非限定性實施方案中的相容涂料組合物內(nèi)存在的這些以及其他合適的含異氰酸酯的材料、含(甲基)丙烯酸酯的材料、氨基塑料樹脂、偶聯(lián)劑、引發(fā)劑和催化劑的具體的非限定性實例。盡管此處沒有限制，但在至少一部分基材表面上的相容涂層可以是施加到其上的含液晶材料的用于功能有機涂層的校準涂層(即液晶涂層)。此處所使用的術語"校準涂層，，是指賦予另一材料或涂層合適的布局或位置可使用的含至少部分有序校準介質的涂層。此處所使用的術語"有序(to order)"(和其他形式，例如有序化、有序的等)是指例如與另一結構或材料校準，或者通過一些其他的因素或效果，變?yōu)楹线m的布局或位置。因此，所述所使用的"有序"包括例如通過校準該材料與另一結構或材料，有序化材料的接觸方法，以及例
如通過將該材料暴露于外力或效果(effect)(例如，偏振輻射線、電場
或磁場、剪切力等)下的有序化材料的非接觸方法二者。有序化也可包括接觸和非接觸方法的結合。此外，此處所使用的術語"校準，，(和其
他形式，例如校準化，校準的等)是指通過與另一材料、化合物或結構相互作用，變?yōu)楹线m的布局或位置。例如，盡管此處沒有限制，但可通過與校準涂層的表面接觸，至少部分校準液晶涂層(即，含液晶材料的涂層)。此處所使用的術語"液晶材料"是指液晶介晶元或含液晶介晶元的材料(例如，但不限于，單體、低聚物或聚合物)。更具體地，由于液晶材料含有具有棒狀或盤狀結構的介晶元、硬質長軸和強的偶極，因此液晶材料通常能有序化或被校準，以便呈現(xiàn)一般(general)的方向。因此，可通過與外力或另 一結構(例如校準涂層)相互作用，使液晶材料校準或使之有序化，以便該材料(或該材料的一些部分)的介晶元的長軸呈現(xiàn)通常平行于共同軸的一般方向。此處所使用的術語"一般方向"是指材料或結構的主要布局或取向。然而，要理解，材料或結構可具有一般方向，即使在該材料或結構的布局內(nèi)存在某些變化，條件是該材料或結構，或它的一些部分具有至少一個主要的布局。以下詳細地列出了形成此處公開的液晶涂層可使用的液晶材料的非限定性實例。例如，在其中相容涂層還充當校準涂層的情況下，可例如使用花式布料、絲絨刷或類似物，擦拭相容涂層的至少一部分表面，或者在其他情況下可例如通過蝕刻，使表面變形(textured),以賦予相容涂層的表面所需的有序性。此外，在其中相容涂層還充當校準涂層的情況下，可以在擦拭涂層或使之變形之前，至少部分定型相容涂層。相容涂層和/或它們由其衍生的相容涂料組合物可基本上不含光致變色材料。此處相對于此處所述的各種涂層所使用的術語"基本上不含光致變色材料"是指涂層含有小于光致變色量的這種材料或不含光致變色材料。此處所使用的術語"光致變色"是指對至少可見光輻射線具有吸收光譜，所述吸收光譜隨至少部分光化輻射線而變化。此處所使用的術語"光致變色材料"是指適合于顯示光致變色性能，即適合于對至少可見光輻射線具有吸收光譜(所述吸收光譜隨至少部分光化輻射線而變化)的任何物質。此外，此處所使用的術語"光致變色量，，是指足以賦予光致變色材料摻入其內(nèi)的涂層或其他制品視覺上可辨別的光致變色性能的光致變色材料用量。因此，基本上不含光致
變色量的光致變色材料，或者可以不含光致變色材料，亦即它們可不含光致變色材料。如上所述，本發(fā)明還涉及光學元件，所述光學元件包括基材，例如，但不限于，以上所述的那些，在基材的至少一部分表面上的含枝狀聚合物的相容涂層，所述相容涂層可衍生于相容涂料組合物，例如以上所述的那些，和在與基材相對的至少一部分相容涂層接觸的除了耐磨涂層以外的功能有機涂層。此處所使用的術語"功能有機涂層"是指賦予它與其相連且以重量百分數(shù)為基礎主要包括有機材料(即有機或烴化合物)的制品所需性能或特征的涂層。本發(fā)明的功能有機涂
物，例如其他添加劑的組合物。適合于在功能有機涂層中使用的其他添加劑可包括例如聚合抑制劑、溶劑、光穩(wěn)定劑(例如，但不限于，UV光吸收劑和HALS)、熱穩(wěn)定劑、脫模劑、流變學控制劑、流平劑(例如，但不限于，表面活性劑)、自由基清除劑，和它們?nèi)魏我环N的結合物與混合物。功能有機涂層可以是光致變色涂層、校準涂層和液晶涂層中的至少 一種。以下更詳細地列出了這種功能有機涂層的非限定性實例。
與至少一部分相容涂層接觸的功能有機涂層可以是光致變色涂層。此處所使用的術語"光致變色涂層，，是指含光致變色量的至少一種光致變色材料的涂層。如前所述，光致變色涂層可賦予它們與其相連的光學元件，例如眼用元件光致變色性能。光致變色涂層通常具有笫一無色狀態(tài)和笫二著色狀態(tài)，所述第一無色狀態(tài)相當于基態(tài)形式下(即當沒有暴露于光化輻射線下時)在光致變色涂層內(nèi)包含的光致變色材料的顏色，所述第二著色狀態(tài)相當于在其活化狀態(tài)形式下(即當
色。例如，j光學元件是含^Jt變色;層的眼用透鏡，則當穿戴者^
露于uv輻射線，例如太陽光下時，該透鏡可從無色狀態(tài)轉變?yōu)橹珷?br> 態(tài)，且當穿戴者沒有暴露于uv輻射線下時，恢復為無色狀態(tài)。以下公開了根據(jù)此處公開的各種非限定性實施方案制備光致變色涂層可使用的光致變色涂料組合物的非限定性實例。這種光致變色涂料組合物是已知的且可采用本領域技術人員很好地理解和了解的組分與方法制備。例如，可通過在光致變色材料存在下，多元醇組分和異氰酸酯組分的催化或未催化反應，生產(chǎn)制備本發(fā)明的光致變色涂層可使用的光致變色聚氨酯涂料組合物。在Ullmann、sEncyclopedia of Industrial Chemistry,第5版，1992， Vol. A21，665 - 716頁中公開了制備聚氨酯的材料與方法。在美國專利Nos. 4889413的第2欄第42行-第12欄第21行；和6187444的第2欄第52行-第12欄第15行中公開了制備聚氨酯涂料可使用的方法與材料，例如有機多元醇、異氰酸酯和其他組分的非限定性實例。其他含異氰酸酯的涂料組合物，例如在美國專利No. 6916537 (、537專利)的第3欄第1-12行中公開的單異氰酸酯涂料組合物包括(除了光致變色材料以夕卜)含至少一個碳酸酯基的多元醇(在、537專利的第7欄第38行-第8欄第49行中列出了其非限定性實例)和含至少一個反應性異氰酸酯基與至少一個可聚合雙鍵的異氰酸酯(在、537專利的第8欄第50行-第9欄第44行中列出了其非限定性實例)且任選地包括可加成共聚單體(在、537專利的第11欄第47行-第20欄第43行中列出了其非限定性實例)的反應產(chǎn)物(在、537專利的第7欄第4 - 37行中列出了其非限定性實例)。以上提到的公開內(nèi)容在此特意通過參考引入。可通過結合光致變色材料與具有選自羥基、氨基甲酸酯、脲或其任何混合物中的至少兩個官能團的功能組分和氨基塑料樹脂，例如交聯(lián)劑的反應產(chǎn)物，制備根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)光致變色涂料可使用的光致變色氨基塑料樹脂的非限定性實例，正如美國專利No. 4756973第4欄第59行-第7欄第3行；美國專利No. MO6488第2欄第43行-第12欄第23行；和美國專利No. 6432544第2欄第32行-第l4欄第5行所述。以上提到的公開內(nèi)容在此特意通過參考引入?？赏ㄟ^水解至少一種硅烷單體，例如環(huán)氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、曱基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、四曱氧基硅烷、四乙氧基硅烷和/或甲基三甲氧基硅烷，和結合該水解物與至少 一種光致變色材料，制備在制備光致變色涂層中使用而加以考慮的光致變色涂料組合物的非限定性實例，正如美國專利No. 4556605的第4欄第6行-第17欄第40行所述，其公開內(nèi)容在此特意通過參考引入?？赏ㄟ^結合光致變色材料與單-、二-、或多官能(曱基)丙烯酸酯，制備在制備本發(fā)明的光致變色涂層中使用而加以考慮的光致變色聚(甲基)丙烯酸酯涂料組合物的非限定性實例，正如美國專利No. 6025026的第6欄第5行-第11欄第28行；美國專利No. 6150430的第2欄第51行-第8欄第58行；和美國專利No. 6602603的第2欄第60行-第7欄第50行中所述。以上提到的公開內(nèi)容在此特意通過參考引入?？赏ㄟ^在含至少一種有機光致變色材料的組合物內(nèi)，使羥基官能的組分和聚合物酸酐官能組分反應，制備根據(jù)本發(fā)明制備光致變色涂層可使用的聚酸酐光致變色涂料組合物的非限定性實例，正如美國專利No. 6432544的第2欄第32行-第14欄第5行所述。在美國專利No. 4798745的第2欄第67行-第8欄第65行；4798746的第2欄第32行-第11欄第45行；和5239012的第3欄第17行-第6欄第52行中公開了制備聚酸酐光致變色涂層可使用的羥基官能組分，酸酐官能組分，和其他組分的非限定性實例。在美國專利No. 6436525的第2欄第15行-第11欄第60行中公開了其他合適的聚酸酐涂料組合物。以上提到的公開內(nèi)容在此特意通過參考引入?？赏ㄟ^結合光致變色材料，與下述物質含N-烷氧基甲基
39(曱基)丙烯酰胺和至少一種其他可共聚的烯鍵式不飽和單體的可聚合烯鍵式不飽和組合物的自由基引發(fā)的反應產(chǎn)物，制備在制備光致變色涂層中使用而加以考慮的光致變色的聚(甲基)丙烯酰胺涂料組合物的
非限定性實例，(/例如如美國專利No. 5618586的第1欄第65行-第7欄第2行中所述。以上提到的公開內(nèi)容在此特意通過參考引入?？赏ㄟ^結合光致變色化合物、環(huán)氧樹脂或聚環(huán)氧化物和固化劑，制備可用于制備本發(fā)明的光致變色涂層的光致變色環(huán)氧樹脂涂料組合物的非限定性實例，正如美國專利No. 4756973的第3欄第50行和第7欄第3行；和美國專利No. 6268055的第2欄第63行-第17欄第3行中所述。以上提到的公開內(nèi)容在此特意通過參考引入。
物'的非限定性實例可包括在美國專利No. 6531076的第3欄第4行- 第10欄第49行中公開的聚(脲-氨基曱酸乙酯)組合物，其公開內(nèi)容在此特意通過參考引入。合適的光致變色材料的非限定性實例可包括苯并吡喃、萘并吡喃(例如，在美國專利No. 5658501的第1欄第64行-第13欄第36行中公開的那些)，茚并-稠合萘并吡喃(例如，在美國專利No. 5645767的第1欄第IO行-第12欄第57行中公開的那些)；螺吡喃(例如，螺(苯并二氫吲咮)萘并吡喃，螺(二氫吲咮)苯并吡喃，螺(二氫吲哚)萘并吡喃，螺(二氫吲哚)醌并吡喃和螺(二氫吲味)吡喃)；惡嗪；俘精酐和俘精酰亞胺(例如，在美國專利No. 4931220的第20欄第5行-第21欄第38行中公開的那些)；和金屬雙硫腙鹽(例如在美國專利No. 3361706中公開的那些)。前述公開內(nèi)容在此特意通過參考引入。在美國專利Nos. 5166345的第3欄第36行-第14欄第3行；5236958的第1欄第45行-第6欄第65行；5252742的第1欄第45行-第6欄第65行；5359085的第5欄第25行-第19欄第55行；5488119的第1欄第29行-第7欄第65行；5821287的第3欄第5行-第11欄第39行；6113814的第2欄第23行-第23欄第28行；6153126的第2欄第18行-第8欄第60行；6296785的第2欄第47行-第31欄第5行；6348604的第3欄第26行-第17欄第15行；和6353102的第l欄第62行-第ll欄第64行中公開了可使用的光致變色化合物、可聚合的光致變色化合物和互補的光致變色化合物的進一步非限定性實例。以上提到的公開內(nèi)容在此特意通過參考引入?？膳c相容涂層的至少一部分接觸的功能有機涂層可以是校準涂層。如前所述，術語"校準涂層，，是指賦予另一材料或涂層合適的布局或位置可使用的含至少部分有序校準介質的涂層。校準涂層的非限定性實例包括擦拭取向的校準涂層、光取向的校準涂層，和有序液晶校準涂層。此處所使用的術語"擦拭取向的校準涂層"和"擦拭校準涂層"是指通過擦拭或在其他情況下，變形至少一部分涂層表面而至少部分有序化的涂層。此處所使用的術語"光取向的校準涂層"是指通過暴露于偏振光化輻射線下而至少部分有序化的涂層。有序液晶校準涂層可包括通過暴露于外力，例如磁場、電場或剪切力下而至少部分有序化的液晶涂層。盡管此處沒有限制，但校準涂層可賦予它們與其相連的光學元件所需的取向性能。例如，與至少部分相容涂層接觸的功能有機涂層可以是校準涂層，和更具體地，可以是擦拭取向的校準涂層，所述校準涂層包括通過擦拭能至少部分有序化的聚酰亞胺。此外，校準涂層可以是含光取向材料的光取向的校準涂層，所述光取向材料通過暴露于偏振光
化輻射線下能至少部分有序化。此處所使用的術語"光取向的材料"是指通過暴露于偏振光化輻射線下能至少部分有序化的材料。光取向材料的非限定性實例包括肉桂酸酯衍生物，偶氮苯衍生物，香豆素衍生物和阿魏酸衍生物。例如，光取向材料可以是肉桂酸酯衍生物，例如聚肉桂酸乙烯酯、對曱氧基肉桂酸的聚乙烯酯，或對曱氧基肉桂酸的聚丙烯酸酯。在美國專利No. 5389698的第1欄第35行-第4欄第19行(其公開內(nèi)容在此通過參考引入)；和在Kozenkov等人，
"Photoanisotropic Effects in Poly(Vinyl -Cinnamate)Derivatives and Their Applications" ， Mol. Cryst. Liq. Cryst.，
41Vol. 409 (2004)，第251 - 259和265頁(其公開內(nèi)容在此通過參考引入)中公開了合適的光取向材料的其他非限定性實例和形成光取向校準涂層的方法。此外，校準涂層可以是含液晶材料的有序化的液晶校準涂層，所述液晶材料通過暴露于外力，例如磁場、電場或剪切力下而至少部分有序化。如前所述，可使用校準涂層例如校準與其接觸的液晶涂層。因此，當與至少一部分相容涂層接觸的功能有機涂層是校準涂層時，光學元件可進一步包括含與其相連的至少部分校準的液晶材料的液晶涂層，且可進一步與至少一部分校準涂層接觸，以便至少一部分液晶材料可與至少一部分校準涂層一起校準。如上所述，此處所使用的術
語"液晶涂層"是指含液晶材料的涂層；和術語"液晶材料"是指液晶介晶元0nesogen)或含液晶介晶元的材料(例如，但不限于，單體、低聚物或聚合物)。形成液晶涂層可使用的液晶材料的非限定性實例可包括親液性和向熱型這兩種液晶單體、低聚物和聚合物。在特別的實施方案中，液晶涂層可包括向熱型液晶材料?？膳c此處公開的各種非限定性實施方案結合使用的液晶單體的具體的非限定性實例包括單-以及多-官能液晶單體。此外，液晶單體可以是可交聯(lián)的液晶單體，且可進一步是可光交聯(lián)的液晶單體。此處所使用的術語"可光交聯(lián)"是指當暴露于光化輻射線下時可交聯(lián)的材料，例如單體、低聚物或聚合物。例如，可光交聯(lián)的液晶單體包括當暴露于紫外輻射線和/或可見光輻射線下時，在使用或沒有使用聚合引發(fā)劑和/或催化劑的情況下，可交聯(lián)的那些液晶單體。適合于此處公開的各種非限定性實施方案中使用的可交聯(lián)的液晶單體的非限定性實例包括具有選自丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、烯丙基、烯丙基醚、炔、氨基、酸酐、環(huán)氧化物、氫氧根、異氰酸酯、封端異氰酸酯、硅氧烷、硫氰酸酯、硫醇、脲、乙烯基、乙烯基醚和它們的任何共混物中的官能團的液晶單體。適合于本發(fā)明的校準設施(facilities)的至少部分涂層中使用的可光交聯(lián)的液晶單體的非限定性實例可包括具有選自丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、炔、環(huán)氧化物、硫醇和它們的任何共混物中的官能團的液晶單體。適合于本發(fā)明中使用的液晶低聚物和聚合物可包括主鏈液晶低聚物和聚合物以及側鏈液晶低聚物和聚合物二者。典型地，盡管此處沒有限制，但在主鏈液晶低聚物和聚合物中，棒狀或盤狀液晶介晶元主要位于低聚物或聚合物的主鏈內(nèi)。此外，盡管此處沒有限制，但在側鏈低聚物和聚合物內(nèi)，棒狀或盤狀液晶介晶元主要位于低聚物或聚合物的側鏈內(nèi)。另外，液晶低聚物和聚合物可以是可交聯(lián)的，且此外可以是可光交聯(lián)的。適合于本發(fā)明使用的液晶低聚物和聚合物的非限定性實例包括，但不限于，具有選自丙烯酸酯、曱基丙烯酸酯、烯丙基、烯丙基醚、炔、氨基、酸酐、環(huán)氧化物、氫氧根、異氰酸酯、封端異氰酸酯、硅氧烷、'硫異氰酸酯、疏醇、脲、乙烯基、乙烯基醚和它們的任何共混物中的官能團的主鏈和側鏈低聚物和聚合物。適合于此處公開的各種非限定性實施方案中使用的可光交聯(lián)的液晶低聚物和聚合物的非限定性實例包括具有選自丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、炔、環(huán)氧化物、硫醇和它們的任何共混物中的那些低聚物和聚合物。可在美國專利No. 7044599B2的第8欄第4行-第9欄第3行中找到液晶單體、低聚物和聚合物(其中包括可光交聯(lián)的單體、低聚物和聚合物)的合適的非限定性實例的進一步說明，其公開內(nèi)容在此特意通過參考引入。適合于本發(fā)明使用的液晶介晶元可包括向熱型液晶介晶元和親液性液晶介晶元。合適的向熱型液晶介晶元的非限定性實例可包括柱狀(或棒狀)液晶介晶元，圓盤(或盤狀)液晶介晶元，和膽甾型液晶介晶元?；蛘?，如前所述，相容涂層本身可以是擦拭取向的校準涂層。此外，與相容涂層接觸的功能有機涂層可以是另一校準涂層，例如有序化液晶校準涂層或光取向的校準涂層，或者它可以是含液晶材料的液晶涂層，所述液晶涂層可至少部分地與至少部分有序化的相容涂層一起校準。盡管此處沒有限制，但校準液晶涂層可賦予它們與其相連的光學元件一些所需的光學性能，例如折射指數(shù)的變化。此外，如以下更詳細地描述的，可利用校準液晶涂層本身來校準其他材料或 涂層，以便沒有限制地提供例如偏振涂層，偏振和光致變色涂層，和 光致變色_二色性涂層。以上詳細地討論了形成校準液晶涂層可使用的 液晶材料的非限定性實例。校準液晶涂層可包括適合于顯示二色性的材料，和適合于 顯示二色性的至少一部分材料可以至少部分地與至少部分校準的液晶 材料的至少一部分一起校準。此處所使用的術語"適合于顯示二色性 的材料"是指與另一個偏振組分相比，適合于更強烈地吸收至少透射 輻射線中兩個正交平面的偏振組分之一的材料。適合于顯示二色性的 材料的非限定性實例可包括二色性染料和光致變色-二色性染料。此處 所使用的術語"二色性染料"是指具有通常恒定的吸收光譜且與另一 個偏振組分相比，'適合于更強烈地吸收至少透射輻射線中兩個正交平 面的偏振組分之一的染料。此處所使用的術語"光致變色-二色性染料" 是指對至少可見光輻射線具有吸收光譜的染料，所述吸收光語根據(jù)至 少光化輻射線而變化，且作為對至少光化輻射線的響應，與另一個偏 振組分相比，所述染料適合于更強烈地吸收至少透射輻射線中兩個正 交平面的偏振組分之一?？墒褂玫亩匀玖系姆窍薅ㄐ詫嵗砂ㄔ诿绹鴮＠?No. 7044599中第7欄第18 - 56行中公開的那些，其公開內(nèi)容在此特 意通過參考引入?？墒褂玫墓庵伦兩?二色性染料的非限定性實例可包括在 美國專利申請公布Nos. 2005/0004361中第27段-第158段和 2005/0012998A1的第89段-第251段中列出和描述的那些材料，其 公開內(nèi)容在此特意通過參考引入。盡管此處沒有限制，但功能有機涂層可以是含校準液晶涂 層和校準二色性染料的偏振涂層。此處所使用的術語"偏振涂層"是 指適合于將光波中電磁向量振動限制在一個方向或平面的涂層。 一般 地，盡管不要求，含常規(guī)二色性染料的偏振涂層因存在二色性染料導 致可具有恒定(或"固定")的色調或顏色。例如，偏振涂層可具有棕
44色或藍色的顏色或色調。在美國專利申請公布Nos.2005/ 0151926中 第10段-第159段中公開了含校準液晶材料和二色性染料的合適的偏 振涂層的非限定性實例，其公開內(nèi)容在此特意通過參考引入。偏振涂層可進一步包括光致變色材料。在其中光致變色材 料存在的情況下，該涂層可以是偏振和光致變色涂層二者，即顯示出 常規(guī)偏振性能以及常規(guī)光致變色性能二者的涂層。例如，偏振和光致 變色涂層可具有當沒有暴露于光化輻射線下時主要由于二色性染料的 著色導致的第一著色的偏振狀態(tài)，和當暴露于光化輻射線下時由于二 色性染料的著色和當暴露于光化輻射線下時光致變色材料的顏色的結 合效應導致的第二著色偏振狀態(tài)。例如，若光學元件是含偏振和光致 變色涂層的眼用透鏡，則該透鏡可以可逆地從當穿戴者沒有暴露于來 自太陽光的UV或光化輻射線下時的第一著色的偏振狀態(tài)轉化為當穿 戴者暴露于來自太陽光的UV或光化輻射線下時的第二著色狀態(tài)的偏 振狀態(tài)。此外，功能有機涂層可以是含校準液晶涂層的光致變色-二 色性涂層，所述校準液晶涂層包括校準的光致變色-二色性染料。此處 所使用的術語"光致變色-二色性染料"是指作為對至少光化輻射線的 響應，適合于顯示出光致變色和偏振性能二者的涂層。例如，根據(jù)此 處公開的各種非限定性實施方案，功能有機涂層可以是作為對至少光 化輻射線的響應，適合于從第一光學無色的非偏振狀態(tài)可逆地轉化成 第二著色的偏振狀態(tài)的光致變色-二色性涂層。例如，若光學元件是含 光致變色-二色性涂層的眼用透鏡，則該透鏡可以可逆地從當穿戴者沒 有暴露于例如來自太陽光的UV或光化輻射線下時的光學無色的非偏 振狀態(tài)轉化成當穿戴者暴露于來自例如太陽光的UV或光化輻射線下 時的著色的偏振狀態(tài)。在美國專利申請公布No. 2005/0012998的第11 段-第442段中公開了這種涂層的非限定性實例，其公開內(nèi)容在此特 意通過參考引入。根據(jù)本發(fā)明可使用的功能有機涂層的其他類型可包括裝 飾、保護和/或識別基材所使用的油漆，例如著色的液體或糊劑；和在其中可能希望可靠的認證或校驗的基材上，例如在證券單據(jù)，諸如紙 幣、護照和駕照之類的單據(jù)上生產(chǎn)校驗標記中，書寫和印刷所使用的 油墨，例如著色的液體或糊劑。此外，光學元件可包括與至少一部分相容涂層接觸的至少 一層功能有機涂層和一層或更多層額外的功能有機涂層，所述額外的 功能有機涂層連接與至少 一部分相容涂層接觸的至少 一部分功能有機 涂層。例如，與至少一部分相容涂層接觸的功能有機涂層可以是校準 涂層，和光學元件可進一步包括含至少部分校準的液晶材料的液晶涂 層，所述液晶涂層與至少一部分校準涂層接觸并與其一起校準。此外， 如上所述，校準的液晶涂層可包括適合于顯示出二色性的材料，和適 合于顯示出二色性的至少一部分材料可以與至少部分校準的液晶材料 中的至少一部分一起至少部分校準。除了以上所述的相容涂層和功能有機涂層以外，過渡涂層、 保護涂層(例如，前面所述的那些)和抗反射涂層中的至少一種可與至 少一部分光學元件相連。此處所使用的術語"過渡涂層"是指在兩個 涂層之間輔助產(chǎn)生性能梯度的涂層。例如，盡管此處沒有限制，但過
過渡涂層(它也可被稱為"銜接層"或"銜接層涂層")的非限定性實 例包括輻射固化的丙烯酸酯基薄膜，例如在美國專利申請公布 Nos. 2003/0165686的第79段-第173段;2004/0207809的第108段 -第204段；2005/0196616的第107段-158段；2005/196617的第 24段-第129段;2005/196618的第28段 - 第291段;2005/0196626 的第164段-笫217段；和2005/196696的第24段-第141段中列出 的那些，其公開內(nèi)容在此特意通過參考引入。此處所使用的術語"抗反射涂層"是指通過降低被基材反 射的光量，增加光透過基材的透光率的涂層?？狗瓷渫繉拥姆窍薅ㄐ?實例包括例如單層或多層金屬氧化物，金屬氟化物，或其他這種材料。 可在美國專利No. 5580819的第2欄第50行-第11欄第44行中找到 合適的抗反射涂層的非限定性實例，其公開內(nèi)容在此特意通過參考引
46入。例如，如圖1所示，光學元件可包括在其至少一部分表面 11上含耐磨涂層12的基材10。此外，如圖1所示，含此處所述的枝 狀聚合物的相容涂層20可以是在至少一部分耐磨涂層12上，和此處 所述的功能有機涂層30，例如光致變色涂層、校準涂層或液晶涂層可 以在至少一部分相容涂層20上。此外，如圖1所示，過渡涂層40可 以在至少一部分功能有機涂層30上，和保護涂層50可以在至少一部 分過渡涂層40上。再者，盡管圖1中沒有示出，但抗反射涂層可以位 于保護涂層50上和/或位于在表面11相對的基材10的表面上。此外，如圖2所示，光學元件可包括在其至少一部分表面 211上的含耐磨涂層212的基材210。此外，如圖2所示，含此處所述 的枝狀聚合物的相容涂層220可以在至少一部分耐磨涂層212上，和 功能有機涂層230，例如此處所述的光取向的校準涂層可以在至少一 部分相容涂層220上。此外，如圖2所示，此處所述的第二功能有機 涂層232,例如校準液晶涂層，可以在至少一部分功能有機涂層230 上，和此處所述的保護涂層250可以在至少一部分第二功能有機涂層 232上。如圖3所示，光學元件也可包括在其至少一部分表面311 上的基材310，所述基材310包括含此處所述的枝狀聚合物的相容涂 層320。功能有機涂層330，例如此處所述的光致變色涂層，校準涂層 或液晶涂層可以在至少一部分相容涂層320上。此外，如圖3所示， 保護涂層350可以在至少一部分功能有機涂層330上。如前所述，本發(fā)明進一步考慮制備以上所述的光學元件的 方法。例如，本發(fā)明涉及制備光學元件的方法，該方法包括在至少一 部分基材表面上形成含枝狀聚合物的相容涂層，和在至少一部分相容 涂層表面上形成除了耐磨涂層以外的功能有機涂層，以便功能有機涂 層同與基材相對的至少 一部分相容涂層接觸。此外，提供形成眼用元件的方法，該方法包括在眼用基材 的至少一部分表面上形成基本上不含光致變色材料的相容涂層，其中相容涂層衍生于相容涂料組合物，所述相容涂料組合物包括(i)包括 至少兩個異氰酸酯基的含異氰酸酯的材料；(ii)包括至少兩個反應性 官能團的含(甲基)丙烯酸酯的材料，其中反應性官能團中的至少一個 是(曱基)丙烯酸酯基；(iii)含至少兩個反應性官能團的氨基塑料樹 脂；(iv)偶聯(lián)劑，其至少部分水解物，或其混合物；和(v)引發(fā)劑與催 化劑中的至少一種；通過將至少一部分相容涂層暴露于UV輻射線和熱 輻射線中的至少一種下，至少部分定型至少一部分相容涂層；和在與 基材相對的至少一部分相容涂層上形成除了硬涂層以外的功能有機涂 層。如上所述，相容涂層在其上形成的基材可包括在其表面的 至少一部分上的耐磨涂層，和該相容涂層可與至少一部分耐磨涂層接 觸。合適的基材和耐磨涂層的非、限定性實例如上所述。在至少一部分基材表面上形成相容涂層可包括例如，通過 旋涂、噴涂和旋轉與噴灑涂布、輥涂、幕涂和滴涂(浸漬涂布)中的一 種或更多種，在至少一部分基材上施加相容涂料組合物。或者，在至 少 一部分基材表面上形成相容涂層可包括模具內(nèi)澆鑄或重疊注塑。例如，在其中通過重疊注塑形成相容涂層的情況下，相容 涂料組合物可施加到模具上，之后可將基材置于模具內(nèi)，以便強制相 容涂料組合物在模具和基材表面之間在基材的至少一部分表面上形成 涂層?；蛘撸蓪⒒闹糜谀＞邇?nèi)，以便在模具和基材表面之間存在 間隙，之后可將相容涂料組合物注射到該間隙內(nèi)，在基材的至少一部 分表面上形成涂層。在通過模具內(nèi)澆鑄形成相容涂層的情況下，可將一層或更 多層相容涂料組合物施加到模具上，至少部分定型，之后可在涂層上 澆鑄基材。例如，根據(jù)一個非限定性實施方案，形成基材所使用的光 學樹脂可以在模具內(nèi)，在相容涂層上澆鑄，隨后至少部分定型，形成 基材。在于基材的至少一部分表面上形成相容涂層之前，可清潔 和/或處理表面，以提供清潔的表面和可提高相容涂層對基材粘合性的表面。常用的有效的清潔和處理包括，但不限于，用含水皂類/洗滌劑
溶液超聲洗滌；用有機溶劑的含水混合物，例如異丙醇水或乙醇水 的50: 50的混合物清潔；UV處理；活化氣體處理，例如用低溫等離子 體或電暈放電處理；和導致基材表面羥化的化學處理，例如用堿金屬 氫氧化物，例如氫氧化鈉或氫氧化鉀的水溶液蝕刻表面，所述溶液也 可含有氟表面活性劑。 一般地，堿金屬氫氧化物溶液是稀水溶液，例 如5-40wt%,更典型地10-15wt%，例如12wt。/。的堿金屬氫氧化物。 參見，例如美國專利3971872的第3欄第13行-25行；美國專利 4904525的第6欄第10行-48行；和美國專利5104692的第13欄第 10行-59行，他們公開了表面處理聚合物有機材料。這些公開內(nèi)容在 此特意通過參考引入?；牡谋砻嫣幚砜梢允堑蜏氐入x子體處理。盡管此處沒有 限制，但這一方法允許處理表面，以提高在其上形成的涂層的粘合性， 且可以是清潔和有效的方式改變物理表面，例如在沒有影響制品其余 部分的情況下，通過糙化和/或化學改變表面。惰性氣體，例如氬氣和 反應性氣體，例如氧氣用作等離子體氣體。惰性氣體可以糙化表面， 而反應性氣體，.例如氧氣可以既糙化，又例如通過在表面上產(chǎn)生羥基 或羧基單元，化學改變暴露于等離子體下的表面。氧氣可用作等離子 體氣體。盡管此處沒有限制，但認為氧氣可提供輕微、但有效的物理 糙化表面以及輕微但有效的化學改性表面。本領域的技術人員要理解， 表面糙化和/或化學改性的程度將是等離子體氣體和等離子體裝置的 操作條件(其中包括處理的時間長度)的函數(shù)。在等離子體處理之前或之中，進行等離子體處理的基材表 面可以在室溫下，或者可輕微預熱。盡管此處沒有限制，但根據(jù)各種 非限定性實施方案，進行過等離子體處理的表面的溫度可以通過等離 子體，維持在比表面可能受到負面影響時的溫度低的溫度下。本領域 的技術人員可容易地選擇等離子體裝置的操作條件，vis-&-vis，待 處理的塑料基材，以實現(xiàn)在等離子體處理過的表面上疊加的膜/涂層粘 合性的改進。
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在形成相容涂層之后和在形成功能有機涂層之前，至少一 部分相容涂層可以至少部分定型。例如，至少部分定型至少一部分相 容涂層可包括將相容涂層暴露于光化輻射線，例如UV輻射線和熱輻射 中的至少一種下。此外，可使用二元固化工藝，亦即使用兩步法實現(xiàn) 相容涂層的定型，其中所述兩步法牽涉UV固化步驟和熱固化步驟。在 二元固化工藝中的固化步驟可以串聯(lián)進行，亦即一個直接接在另一個 之后進行，以便在進一步加工之前，相容涂層基本上完全定型，或者 可進行固化步驟，以便在其上形成額外的涂層之前，使用一個固化步 驟(或者熱或者UV)，部分定型相容涂層。之后，可對整個結構進行第 二固化步驟，完成相容涂層的固化，和同時固化額外的涂層。這種二 元固化工藝是本領域眾所周知的且以下更詳細地描述。當相容涂料組合物包括含至少一個(甲基)丙烯酸酯端基的 枝狀聚合物；含至少兩個環(huán)氧基的含環(huán)氧基的材料；硅烷偶聯(lián)劑，其 至少部分水解物，或其混合物；和當暴露于光化輻射線下時適合于產(chǎn) 生酸的光引發(fā)劑時，至少部分定型至少一部分相容涂層可包括將該部 分暴露于UV輻射線或電子束輻射線(即，電離輻射線)下，且可進一步 包括將該部分暴露于熱輻射下。此外，當相容涂料組合物包括含至少一個丙烯酸酯端基； 含至少兩個異氰酸酯基的含異氰酸酯的材料；硅烷偶聯(lián)劑，其至少部 分水解物，或其混合物；催化劑和光引發(fā)劑時，至少部分定型至少一 部分相容涂層可包括將該部分暴露于UV輻射線，隨后將該部分暴露于 熱輻射下。此外，在相容涂料組合物包括含異氰酸酯的材料和含(甲基) 丙烯酸酯的材料(以上所述)的情況下，在相容涂層上形成功能涂層之 前，可以使用二元固化法，至少部分定型相容涂層，其中首先將涂層 暴露于UV或電子束輻射線下，隨后暴露于熱輻射下。本領域的技術人 員要理解，UV固化典型地要求存在至少一種光引發(fā)劑。在美國專利 660M03的第12欄第11行-37行和第41行-第13欄第36行中公開 了光聚合法和光引發(fā)劑的實例，其公開內(nèi)容在此通過參考引入。通過電子束技術固化典型地不要求存在光引發(fā)劑。例如，可將涂層暴露于
uv或電子束輻射線下，在一個步驟中至少部分定型組合物中含(曱基)
丙烯酸酯的材料，隨后在另一步驟中，暴露于熱輻射下，至少部分定 型組合物中含異氰酸酯的材料。例如可在其上形成功能有機涂層之前， 串聯(lián)進行這些固化步驟。或者，可在相容涂層上形成功能有機涂層之 前，進行固化步驟之一，和在相容涂層上形成功能有機涂層之后進行 固化步驟之一。例如，根據(jù)一個非限定性實施方案，可在其上形成功 能有機涂層之前，將相容涂層暴露于uv輻射線或電子束輻射線下，和 之后將這兩層涂層暴露于熱輻射下。在至少一部分相容涂層上形成的功能有機涂層可以是光致 變色涂層、校準涂層和液晶涂層中的至少一種。當功能有機涂層可以是光致變色涂層時，形成光致變色涂 層可包括例如通過旋涂、噴涂、旋轉和噴灑涂布、輥涂、幕涂和滴涂 中的一種或更多種，施加含光致變色量的光致變色材料到至少一部分 基材上?；蛘撸赏ㄟ^重疊注塑，在基材上形成光致變色涂層。例 如，含光致變色量光致變色材料的涂料組合物可施加到模具上，之后 可將基材置于模具內(nèi)，以便強制光致變色涂料組合物在模具和至少一 部分基材表面之間鋪開。或者，可將基材置于模具內(nèi)，以便在模具和 基材表面之間存在間隙，之后可將光致變色涂料組合物注射到間隙內(nèi)， 形成涂層。再進一步，可例如通過前述方法中的任何一種，在基材表 面上形成具有小于光致變色量的光致變色材料或者不含光致變色材料 的涂料組合物，之后，可將光致變色材料或額外量的光致變色材料浸 入到涂層內(nèi)，形成光致變色涂層。在功能有機涂層包括校準涂層的情況下，形成校準涂層可 包括施加含校準介質的涂料組合物到至少一部分相容涂層上，至少部 分有序化至少一部分校準介質，和至少部分定型至少一部分校準介質。 此外，可在至少部分定型至少一部分校準介質之前、之中或之后，發(fā)生至少部分有序化至少一部分校準介質。例如，形成校準涂層可包括例如通過施加此處所述的涂料 組合物的任何一種方法，施加含光取向材料的涂料組合物到至少一部 分相容涂層上，和通過將光取向材料暴露于平面偏振的UV輻射線下， 同時至少部分有序化和至少部分定型至少一部分光取向材料。例如， 根據(jù)這一非限定性實施方案，光取向材料可以是可光取向的聚合物網(wǎng) 絡(或"PPN")形成材料，例如在美國專利No. 5389698的第2欄第1 行-第4欄第10行；和Kozenkov等人，'，"麵/.W，/c釘ec"
Mol. Cryst. Liq. Cryst. ， Vol. 409 (2004)的第251 - 267頁中所述 的那些，其公開內(nèi)容在此通過參考引入。在校準涂層包括光取向的校準涂層的情況下，形成校準涂 層可包括例如通過施加此處所述的涂料組合物的任何一種方法，施加 含光取向材料的涂料組合物到至少一部分相容涂層上，和通過將光取 向材料暴露于平面偏振的UV輻射線下，至少部分有序化至少一部分光 取向材料，和隨后至少部分定型有序部分的光取向材料。例如，盡管 此處沒有限制，但根據(jù)這一非限定性實施方案，光取向材料可以是偶 氮苯衍生物，例如在美國專利No. 4974941的第2欄第28行-第9欄 第63行中所述的那些，其公開內(nèi)容在此通過參考引入。在校準涂層包括擦拭取向的校準涂層的情況下，形成校準 涂層可包括例如通過施加此處所述的涂料組合物的任何一種方法，施 加含擦拭取向的校準材料，例如，但不限于聚酰亞胺到至少一部分相 容涂層上，至少部分定型至少一部分擦拭取向的校準材料，和隨后通 過用合適的織構布料，擦拭至少一部分擦拭取向的校準材料，有序化 該部分。在校準涂層包括有序化的液晶校準涂層的情況下，形成校 準涂層可包括例如通過此處所述的施加涂料組合物的任何一種方法， 施加含液晶材料的涂料組合物到至少一部分相容涂層上；通過將液晶 材料暴露于磁場、電場或剪切力中的至少一種下，至少部分有序化至少一部分液晶材料；和至少部分定型至少一部分液晶材料。例如，至 少部分定型至少一部分液晶材料可包括在至少部分有序化液晶材料之 中或之后，將至少一部分液晶材料暴露于UV輻射線下。此外，如前所述，在光學元件包括校準涂層的情況下，光 學元件可進一步包括在至少一部分校準涂層上含至少部分校準的液晶 材料的液晶涂層。在這一情況下，形成液晶涂層可包括例如通過施加 此處所述的涂料組合物中的任何一種方法，在至少 一部分校準涂層上 施加液晶材料，和至少部分校準至少一部分液晶材料與至少一部分校 準涂層。例如，可通過在或者室溫或者升高的溫度下，允許液晶與才交 準涂層接觸，其時間段足以實現(xiàn)所需程度的校準，從而實現(xiàn)液晶材料 的校準。此外，可在校準之中或之后，至少部分定型至少一部分液 晶材料。例如，在液晶材料包括可光交聯(lián)的液晶單體的情況下，至少 部分定型至少一部分液晶材料可包括在至少部分校準液晶材料之中或 之后，將至少一部分液晶材料暴露于UV輻射線下。如前所述，根據(jù)此處公開的各種非限定性實施方案，校準 的液晶涂層可進一步包括適合于顯示出二色性的材料。在施加液晶材 料到基材上之前，適合于顯示出二色性的材料可與至少一部分液晶材 料共混和/或與其粘結，且與至少一部分液晶材料至少部分校準，形成 功能有機涂層，例如偏振涂層或光致變色-二色性涂層。另外或或者， 在校準液晶涂層之前或之后，適合于顯示出二色性的材料可施加到液 晶材料上。例如，在校準部分液晶涂層之前或之后，適合于顯示出二 色性的材料可浸入到至少 一部分液晶涂層內(nèi)，且與至少 一部分液晶材 料一起至少部分校準，形成功能有機涂層，例如偏振涂層或光致變色-二色性涂層。以上詳細地討論了適合于顯示出二色性的材料的非限定 性實例。此外，如前所述，在功能有機涂層是含校準二色性染料的 校準液晶涂層的情況下，液晶涂層可以是偏振涂層，且可進一步包括 常規(guī)的光致變色材料(即，形成偏振和光致變色涂層)。例如，在施加光致變色材料到 一部分基材上之前，光致變色材料可與至少 一部分液 晶材料共混和/或與其粘結，和/或在其與校準涂層一起校準之前或之 后，光致變色材料可浸入到液晶涂層內(nèi)。此外，如前所述，可以在至少一部分相容涂層上形成功能 有機涂層之前，至少部分有序化至少一部分相容涂層，形成校準涂層。 例如，典型地在至少部分定型部分相容涂料組合物之后，通過擦拭或 蝕刻一部分相容涂層，從而至少部分有序化至少一部分相容涂層。在 至少部分有序化的相容涂層中的至少一部分上形成的功能有機涂層可 以是至少部分校準的液晶涂層，所述至少部分校準的液晶涂層任選地 可包括適合于顯示出二色性的至少一種材料和/或光致變色材料。以上 公開了形成至少部分校準的液晶涂層的非限定性方法，所述至少部分 校準的液晶涂層可包括適合于顯示出二色性的材料和/或光致變色材 料。另外，可在沒有有序化至少一部分相容涂層的情況下，將 液晶涂層施加到相容涂層上。任選地，根據(jù)這些非限定性實施方案， 在施加液晶涂層之中或之后，可以例如通過將液晶涂層暴露于磁場、 電場或剪切力中的至少一種下，至少部分有序化至少一部分液晶涂層。 如上所述，這種有序化的液晶涂層可用作另一涂層，例如另一液晶涂 層的校準涂層。此外，可在沒有進一步改性的情況下，使用這種有序 化的液晶涂層，例如賦予光學元件一些所需的光學性能(例如，所需的 折射指數(shù))，或者可使用有序化的液晶涂層校準適合于顯示出二色性的 材料。例如，如上所述，可使用含有序化液晶材料的液晶涂層，校準 二色性染料或光致變色-二色性染料，生產(chǎn)偏振涂層或光致變色-二色 性涂層。此外，盡管不要求，但也可在光學元件上形成一層或更多 層涂層，例如過渡涂層、保護涂層和/或抗反射涂層。例如，相對于以 上所述的圖1，可在至少一部分功能有機涂層上形成過渡涂層，和在 至少一部分過渡涂層上形成保護涂層。盡管此處沒有限制，但在其中 功能有機涂層是光致變色涂層和保護涂層是耐磨硬涂層的情況下，過限定性實施方案，或其方面。應當理解，下述實施例僅僅打算作為例 舉的實施例，因為在權利要求中列出的本發(fā)明的精神與范圍內(nèi)的其改 性和變化對本領域的技術人員來說是顯而易見的。
實施例在下述實施例的第1部分中，描述了在有和無底漆的情況 下，制備涂布的透鏡所使用的材料與方法。在第2部分中，描述了粘 合測試所使用的方法以及表1中報道的結果。
第l部分-透鏡制備使用各自大小為直徑74mm和基礎曲率如表1所列的7對透 鏡。用來自在60Hz和1. 3kVA單位下操作的Tantec Corona裝置的電 暈放電處理試驗透鏡15秒。然后在自動工藝中洗滌試驗透鏡，所述自 動方法用肥急水擦拭表面，用去離子水漂洗，和用空氣干燥。在一對 透鏡之一上旋涂組合物A，獲得約0. 025g的膜濕重。按照下述順序，基于組合物的總重量，以重量百分數(shù)形式 列出的用量制備組合物A: 45. 9wt°/。 CN2302 (據(jù)報道，它是獲自Sartomer Corporation, Exton， Pennsylvania的聚酯丙烯酸酯低聚物)；13. 8wt% 的 EP0N 828 環(huán)氧樹脂(據(jù)報道，它是獲自 Miller-Stephenson， Danbury， Connecticut的雙酚A二縮水甘油醚)5 32. lwt%的 SILQUEST A-187 (據(jù)才艮道，它是獲自 GE Si 1 icones， Wi 1 ton, Connecticut的y -環(huán)氧丙氧丙基三甲氧基硅烷)； 和8. 3wt。乂獲自Sigma Aldrich， St. Louis，Missouri的以50wtM碳酸亞 丙酯中混合的三芳基锍六氟磷酸鹽。在長度為6英寸(15. 24cm)的型號"D" 400瓦特/英寸碘化 鐵摻雜的汞燈泡下，在用組合物A涂布的透鏡與燈的距離為約8英寸 (20. 32cm)處放置透鏡30秒，直到固化。然后，用以R0LIC ROP-108/CP形式獲自Rolic
55Technologies, Ltd. , Allschwil， Switzerland的可光取向的聚合物網(wǎng) 絡涂布這些樣品以及未涂布的透鏡。據(jù)報道，CP牌號是指環(huán)戊酮。在 612RPM的第一旋轉速度下施加涂料溶液2秒。在涂布施加之后，每一 涂布的透鏡的旋轉速度經(jīng)12秒增加到1518RPM，然后經(jīng)2秒增加到 1933RPM。在紅外/對流結合的烘箱內(nèi)，在通過由IR和/或對流烘箱(CO) 提供的如下所述的下述溫度的5區(qū)行進ll分鐘的傳輸帶上干燥涂布的 透鏡1區(qū)-175°C (IR); 2區(qū)—175°C (IR); 3區(qū)—155°C (IR)和150 。C(C0); 4區(qū)- 150。C (CO);和5區(qū)-150。C (CO);并冷卻到室溫。在施加可光取向的聚合物網(wǎng)絡到每一試驗透鏡上之后，通 過暴露于來自前面提及的相同類型"D"燈泡下的線性偏振的紫外光下 35秒，至少部分有序化至少一部分可光取向的聚合物網(wǎng)絡，其中所述 線性偏振的紫外光釆用透射軸平行于矩形濾光器的長邊的熔凝硅石偏 振器下濾光。燈與透鏡之間的距離為約6英寸(15. 24cm)。在有序化至 少一部分可光取向的聚合物網(wǎng)絡之后，冷卻透鏡到室溫。在達到約0. 10g的濕膜重量的條件下，通過旋涂，施加組 合物B到透鏡上。通過以下述順序混合各物質，制備組合物B:混合 39.9w"/。獲自BYK Chemie，USA，Wallingford， Connecticut的具有 0. lwt°A BYK UV3530表面活性劑的茴香醚；加熱并維持在65。C下； 添加4. 4w"為得到灰色而配制的二色性染料；并混合60分鐘。添加 液晶單體，27. 3wt% RM 105液晶單體，據(jù)報道其分子式為C23H2606，獲 自EMD Chemicals, inc. ， Gibbstown, New Jersey,并混合該組合物30 分鐘。接下來，添加27.2wt% RM 257液晶單體，據(jù)報道其分子式為 C33H32010， 也獲自EMD Chemicals, inc. ， Gibbstown， New Jersey, 并混 合該組合物30分鐘。接下來，添加1.1wt。/。雙-(2，6-二曱氧基苯甲酰 基)苯基氧化膦，并混合該組合物30分鐘。將涂布的透鏡置于使用具有如下所述的5個溫度區(qū)的紅外 加熱系統(tǒng)加熱的傳輸帶上IOO'C; 90X:; 60°C; 55"C和55'C。涂布 的透鏡在5分鐘內(nèi)行進通過這5個區(qū)。然后在進入UV傳輸器固化生產(chǎn) 線之前，允許該樣品冷卻到室溫。
UV傳輸器固化生產(chǎn)線具有氧氣水平小于lOOppm的氮氣氛 圍。傳輸器在1個長度為25.4cffl(10英寸)的紫外"D型" 157. 5J/s/in(400瓦特/英寸)氧化鐵摻雜的汞燈下方以7. 2mm/s行進。 燈泡功率設定為94%,和該燈泡在傳輸器上方20. 3cm(8. O英寸)處布 置。在燈泡下方放置會聚漏斗，導引光流入到15. 24cmx 5. 08cm(6英 寸x 2英寸)區(qū)域內(nèi)以供透鏡曝光。在漏斗下方放置300nm濾光器，阻 擋300nm以上的UV波長到達透鏡。每一透鏡暴露于UV燈下20秒。然 后將樣品放置在對流烘箱內(nèi)，在105'C(22rF)下3小時15分鐘。
第2部分-粘合試驗通過本領域技術人員已知且下文描述的十字頭膠帶剝離試 驗，測定在有和無組合物A的情況下，在試驗透鏡上由組合物B形成 的涂層的粘合性。對于每一樣品試驗透鏡來說，"A"透鏡沒有涂料組 合物A，和"B，，透鏡具有涂料組合物A。在初步試驗或干燥試驗中， 由11個X-acto⑧單片式刀片組成的切割工具間隔約lmm(尖端到尖 端)，和使用0. 65mm的厚度，在樣品上進行首次長距離切割，例如從 透鏡中心到直徑65mm透鏡的邊緣3mm，接著進行第二次和第三次切割， 所述切割與第一次切割呈90和交叉進行。第二次和第三次切割彼此分 開，以提供單獨的十字頭區(qū)。在第一次切割的方向上施加一片2. 54cm(1 英寸)寬和5 - 6. 3cm(2 - 2. 5英寸)長的Scotch 250膠帶(3M， St. Paul, Minnesota),并向下擠壓，排出任何氣泡。在測試之前，在 23匸+/-5匸下和低于60%相對濕度下儲存膠帶。然后在急劇、快速和 均勻且連續(xù)的移動下剝離膠帶。采用一片新鮮的膠帶反復這一工序。 在與第一膠帶的方向呈90度的方向上，將3. 8cm(1. 5英寸)的較小的 膠帶片施加到通過第二次和第三次切割產(chǎn)生的每一十字頭區(qū)上，與前 面相同的方式剝離掉膠帶。使用光點源和環(huán)孔(loop)/放大玻璃，檢查 所得透鏡。測定從這兩個位點中殘留的涂層平均百分數(shù)，并在表l中 以"主(primary)"粘合試驗結果形式報道。將樣品放置在沸水內(nèi)0.5 小時的時間段。在除去樣品之后，干燥并冷卻到室溫，反復上述工序。 在表l中以"輔助"粘合試驗結果形式報道這一試驗的平均值。表1
透鏡基材基礎曲率%主粘合性%輔助粘合性
1A(1)2. 2510099
1B(1)2. 25100100
2 A(2)6. 0000
2B(2)6. 00100100
3A(3)6. 251000
3B(3)6. 25100100
4A(4)6. 75980
4B(4)6. 75100100
5A(5)4. 0000
5B(5)4. 009595
6A")3. 5000
6B(6)3. 505050
7A(7)3. 5000
7B(7)3. 50100100
(1) 由 CR-607單體制造的未涂布的透鏡，由 PPG Industries, Inc， Pittsburgh, Pennsylvania銷售。
(2) 由 TRIVEX 單 體 制 造 的 由 Younger Optics (Torrance, California)制備的未涂布的透鏡，由 PPG Industries, Inc， Pittsburgh, Pennsylvania銷售。
(3) 由Younger Opt ics (Torrance, Cal if ornia)制備的由聚碳酸酯 單體制造的硬質涂布的透鏡。
(4) 由Gentex Optics， Inc. ， Dudley,Massachusetts制備的由聚 碳酸酯制造且牌號為Poly GLC的硬質涂布的透鏡。
(5) 由Essilor of America, Dal las, Texas制備且牌號為MR8的未 涂布的透鏡。
(6) 由Seiko Optical Products,Mahwah， New Jersey制備的透鏡 且牌號為未涂布的MR10。
58(7)由Seiko Optical Products, Mahwah， New Jersey制備的透鏡 且牌號為硬質涂布的MRIO。如前所述，盡管此處結合一些實施方案和實施例公開了本 發(fā)明，但本發(fā)明不限于所公開的特定實施方案和實施例，而是打算覆 蓋落在所附權利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的各種改性。此外， 要理解，本發(fā)明的說明書闡述了與清楚地理解本發(fā)明有關的本發(fā)明的 一些方面。因此，沒有列出對本領域的普通技術人員來說顯而易見并 因此將不會有助于更好地理解本發(fā)明的本發(fā)明的一些方面，以便簡化 本發(fā)明的說明書。
權利要求
1.一種光學元件，它包括(a)基材；(b)在基材的至少一部分表面上含枝狀聚合物的相容涂層；和(c)與基材相對的至少一部分相容涂層接觸的除了耐磨涂層以外的功能有機涂層。
2. 權利要求1的光學元件，其中枝狀聚合物是聚酯-聚醚共混的 枝狀聚合物，超支化的聚酯低聚物、超支化的聚酯丙烯酸酯低聚物、 環(huán)氧化物-胺枝狀聚合物、碳硅烷-基枝狀聚合物、酰胺基胺枝狀聚合 物、聚硫化物枝狀聚合物、聚硅氧烷枝狀聚合物、聚氨基疏化物枝狀 聚合物、聚醚枝狀聚合物、聚硫醚枝狀聚合物、聚酯枝狀聚合物、聚 酯酰胺枝狀聚合物和聚(醚酮)枝狀聚合物中的至少一種。
3. 權利要求1的光學元件，其中由相容涂料組合物形成相容涂層， 所述相容涂料組合物包括含端基官能團的枝狀聚合物，其中該端基官 能團是羥基、(甲基)丙烯酸酯、酸、異氰基、硫醇、胺、環(huán)氧基、硅 烷和縮水甘油基中的至少一種。
4. 權利要求3的光學元件，其中相容涂料組合物進一步包括下述 中的至少一種(a) 包括至少兩個反應性官能團的含環(huán)氧基的材料，其中所述反應 性官能團中的至少一個是環(huán)氧基；(b) 包括至少兩個反應性官能團的含異氰酸酯的材料，其中所述反應性官能團中的至少一個是異氰酸酯基；(c) 包括至少兩個反應性官能團的含(甲基)丙烯酸酯的材料，其中 所述反應性官能團中的至少一個是(甲基)丙烯酸酯基；和(d) 包括至少兩個反應性官能團的氨基塑料樹脂。
5. 權利要求4的光學元件，其中相容涂料組合物進一步包括下述 中的至少一種偶聯(lián)劑，其至少部分水解物或其混合物；引發(fā)劑；催 化劑；聚合抑制劑；溶劑；光穩(wěn)定劑；熱穩(wěn)定劑；脫模劑；流變學改性劑；流平劑；和自由基清除劑。
6. 權利要求4的光學元件，其中相容涂料組合物包括(a) 含(甲基)丙烯酸酯端基的枝狀聚合物；(b) 含至少兩個環(huán)氧基的含環(huán)氧基的材料；(c) 含至少兩個反應性官能團的氨基塑料樹脂；(d) 硅烷偶聯(lián)劑，其至少部分水解物或其混合物；和(e) 光引發(fā)劑類引發(fā)劑。
7. 權利要求4的光學元件，其中相容涂料組合物包括(a) 含(甲基)丙烯酸酯端基的枝狀聚合物；(b) 含至少兩個異氰酸酯基的含異氰酸酯的材料；(c) 含至少兩個反應性官能團的氨基塑料樹脂；(d) 硅烷偶聯(lián)劑，其至少部分水解物或其混合物；(e) 光引發(fā)劑類引發(fā)劑；和(f) 有機錫催化劑。
8. 權利要求l的光學元件，其中相容涂層基本上不含光致變色材料。
9. 權利要求l的光學元件，其中光學元件包括(a) 與其至少一部分表面接觸的含耐磨涂層的基材；(b) 與至少 一部分耐磨涂層接觸的含枝狀聚合物的相容涂層；(c) 與至少 一部分相容涂層接觸的功能有機涂層，該功能有機涂層 為校準涂層、光致變色涂層和液晶涂層中的至少一種；和(d) 在至少一部分功能有機涂層上的過渡涂層、耐磨涂層和抗反射 涂層中的至少一種。
10. 制備光學元件的方法，該方法包括(a) 在基材的至少一部分表面上形成含枝狀聚合物的相容涂層，和(b) 在至少一部分相容涂層上形成除了耐磨涂層以外的功能有機 涂層，以便該功能有機涂層與基材表面相對的至少 一部分相容涂層接 觸。
11. 權利要求10的方法，其中功能有機涂層是校準涂層、光致變色涂層和液晶涂層中的至少一種。
12. 權利要求10的方法，其中在至少一部分相容涂層上形成功能 有機涂層之前，通過在至少部分定型一部分相容涂層之后，擦拭或變 形至少一部分相容涂層，而至少部分有序化至少一部分相容涂層。
13. 權利要求12的方法，其中功能有機涂層是液晶涂層，所述液 晶涂層包括至少部分校準的液晶材料，和其中形成功能有機涂層包括(a) 在至少一部分至少部分有序的部分相容涂層上施加含液晶材 料的涂料組合物；(b) 至少部分校準至少 一部分液晶材料與至少 一部分至少部分有 序的部分相容涂層；和(c) 至少部分定型至少 一部分液晶材料。
14. 一種相容涂料組合物，它包括(a) 含端基官能團的枝狀聚合物；(b) 包括至少兩個反應性官能團的含環(huán)氧基的材料，所述至少兩個 反應性官能團中的至少 一個是環(huán)氧基；(c) 含至少兩個反應性基團的氨基塑料樹脂；(d) 偶聯(lián)劑，和其至少部分水解物，或其混合物；和(e) 引發(fā)劑,其中相容涂料組合物基本上不含光致變色材料。
15. 權利要求14的相容涂料組合物，其中枝狀聚合物構成以全部 固體為基礎，相容涂料組合物重量的至少20%。
16. 權利要求14的相容涂料組合物，其中枝狀聚合物是超支化的 聚酯低聚物、超支化的聚酯(曱基)丙烯酸酯低聚物、環(huán)氧化物-胺枝狀 聚合物、碳硅烷-基枝狀聚合物、酰胺基胺枝狀聚合物、聚硫化物枝狀 聚合物、聚硅氧烷枝狀聚合物、聚氨基硫化物枝狀聚合物、聚醚枝狀 聚合物、聚硫醚枝狀聚合物、聚酯枝狀聚合物、聚酯酰胺枝狀聚合物 和聚(醚酮)枝狀聚合物中的至少 一種。
17. 權利要求14的相容涂料組合物，其中枝狀聚合物中的端基官 能團是羥基、(甲基)丙烯酸酯、酸、異氰酸酯、硫醇、胺、環(huán)氧基、硅烷和縮水甘油基中的至少一種。
18. 權利要求14的相容涂料組合物，其中相容涂料組合物包括含 環(huán)氧基；和下述基團中的至少一個的含環(huán)氧基的材料(曱基)丙烯酸 酯基、異氰酸酯基、硫醇基、環(huán)氧基、硅烷基和縮水甘油基。
19. 權利要求14的相容涂料組合物，其中含環(huán)氧基的材料構成以 全部固體為基礎，相容涂料組合物重量的5-50%。
20. 權利要求14的相容涂料組合物，其中偶聯(lián)劑構成以全部固體 為基礎，相容涂料組合物重量的5-50%。
21. 權利要求14的相容涂料組合物，其中引發(fā)劑包括熱引發(fā)劑和 光引發(fā)劑中的至少一種。
22. —種光學元件，它包括(a) 基材；(b) 在基材的至少一部分表面上的由權利要求14的相容涂料組合 物衍生的相容涂層；和(c) 在至少一部分相容涂層上的功能有機涂層。
23. 形成眼用元件的方法，該方法包括(a) 在基材的至少一部分表面上形成由權利要求14的相容涂料組 合物衍生的相容涂層；(b) 在至少一部分相容涂層上形成功能有機涂層。
24. 權利要求23的方法，其中在于少一部分相容涂層上形成功能 有機涂層之前，通過在至少部分定型部分相容涂料組合物之后，擦拭 或變形至少一部分相容涂層，而至少部分有序化至少一部分相容涂層。
25. —種眼用元件，它包括(a) 眼用基材；(b) 在至少一部分眼用基材的表面上的基本上不含光致變色材料 的相容涂層，該相容涂層由含下述的相容涂料組合物形成(i) 含至少兩個異氰酸酯基的含異氰酸酯的材料；(ii) 含至少兩個反應性官能團的含(甲基)丙烯酸酯的材料， 其中所述反應性官能團中的至少一個是(甲基)丙烯酸酯基；(iii) 含至少兩個反應性官能團的氨基塑料樹脂；(iv) 偶聯(lián)劑，其至少部分水解物，或其混合物；和(v) 引發(fā)劑和催化劑中的至少一種；和(c)與眼用基材相對的至少 一部分相容涂層接觸的除了耐磨涂層 以外的功能有機涂層。
26. 權利要求25的眼用基材，其中相容涂料組合物包括(a) 含至少兩個異氰酸酯基的舍異氰酸酯的材料；(b) 含至少兩個(甲基)丙烯酸酯基的含(甲基)丙烯酸酯的材料；(c) 含至少兩個反應性官能團的氨基塑料樹脂；(d) 偶聯(lián)劑，其至少部分水解物或其混合物；(e) 光引發(fā)劑；和(f) 有機錫催化劑。
27. 權利要求26的眼用基材，其中含(甲基)丙烯酸酯的材料是枝 狀聚合物。
28. 形成眼用元件的方法，該方法包括(a) 在眼用基材的至少一部分表面上形成基本上不含光致變色材 料的相容涂層，其中相容涂層由含下述的相容涂料組合物衍生(i) 含至少兩個異氰酸酯基的含異氰酸酯的材料；(ii) 含至少兩個反應性官能團的含(甲基)丙烯酸酯的材料， 其中所述反應性官能團中的至少一個是(曱基)丙烯酸酯基；(iii) 含至少兩個反應性官能團的氨基塑料樹脂；(iv) 偶聯(lián)劑，其至少部分水解物或其混合物；和(v) 引發(fā)劑和催化劑中的至少 一種；(b) 通過將至少一部分相容涂層暴露于UV輻射線、電子束輻射線 和熱輻射中的至少一種下，至少部分定型該部分；和(c) 在至少 一部分相容涂層上形成除了硬涂層以外的功能有機涂層。
29. 權利要求28的方法，其中在至少一部分相容涂層上形成功能 涂層之前，通過擦拭部分相容涂層，而至少部分有序化至少一部分相容涂層。
30.權利要求29的方法，其中功能有機涂層是含至少部分校準的 液晶材料的液晶涂層，和其中在至少一部分相容涂層上形成功能有機 涂層包括(a) 在至少一部分有序化的部分相容涂層上施加含液晶材料的涂 泮牛組合物；和(b) 至少部分校準至少一部分液晶材料與有序化的部分相容涂層。
全文摘要
本發(fā)明涉及光學元件，例如眼用元件，它包括基材，在至少一部分基材表面上的任選地包括枝狀聚合物的相容涂層，和與基材相對的至少一部分相容涂層接觸的功能有機涂層，例如，但不限于，校準涂層、光致變色涂層或校準的液晶涂層。本發(fā)明還涉及枝狀聚合物的相容涂料組合物，它可用于在光學元件的表面上形成涂層，和使用該相容涂層，制備光學元件的方法。
文檔編號C09D5/44GK101595401SQ200880003091
公開日2009年12月2日 申請日期2008年1月7日 優(yōu)先權日2007年1月26日
發(fā)明者A·庫瑪, E·M·金, K·W·西博爾特 申請人:光學轉變公司