光學(xué)材料的表面處理劑,以及光學(xué)材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本專利申請要求2012年9月21日和2013年7月4日提交的日本專利申請 No. 2012-208701和No. 2013-141089的優(yōu)先權(quán)，該專利申請的內(nèi)容以引用方式并入本文。 [0002] 本發(fā)明涉及用于光學(xué)材料中的各種構(gòu)件的表面處理劑，并且更具體地講，涉及具 有極佳熱穩(wěn)定性的光學(xué)材料的基于硅的表面處理劑，其中具有微?；蚋叨染平Y(jié)構(gòu)的光學(xué) 精細構(gòu)件的表面可改性以便具有疏水性、精細分散性和分散穩(wěn)定性，以及使用此表面處理 劑制備的光學(xué)材料。
【背景技術(shù)】
[0003] 通常，已提出使用各種可水解硅烷、含有烷氧基甲硅烷基基團的硅氧烷化合物、硅 氮烷化合物、以及具有異丙烯氧基甲硅烷基基團的硅氧烷作為填料的表面處理劑，所述填 料諸如二氧化硅、滑石、粘土、氫氧化鋁和氧化鈦（例如，參見專利文獻1等）。此外，本發(fā)明 人提出了使用羧酸改性的有機硅（參見專利文獻2)作為化妝品組合物的粉末處理劑。然 而，這些文檔中并未提及用于光學(xué)精細構(gòu)件中的表面處理劑。
[0004] 另一方面，近年來，已經(jīng)在光學(xué)材料應(yīng)用諸如發(fā)光二極管（LED)中使用了精細構(gòu) 件，諸如熒光微顆粒、金屬氧化物微顆粒、金屬微顆粒、納米晶體結(jié)構(gòu)或量子點，以便固定或 提高其功能性，但這些光學(xué)精細構(gòu)件在未處理過的狀態(tài)下具有高表面親水性，這可導(dǎo)致聚 集或到另一疏水性樹脂等基質(zhì)內(nèi)的分散性較差。具體地講，具有高折射率并且粒度小到可 忽略光散射的金屬氧化物微顆?？捎糜讷@得具有高折射率的光學(xué)材料，但難以將這些光學(xué) 精細構(gòu)件精細并穩(wěn)定地分散到具有高疏水性的有機硅樹脂內(nèi)。因此，提出了若干處理方法 以便解決這些問題（參見專利文獻3至7)。
[0005] 例如，專利文獻3(日本未經(jīng)審查的專利申請公布No. 2011-026444)中提出了通過 乙烯基基團在一個末端封端并通過可水解的甲硅烷基基團在另一個末端封端的二甲基有 機硅填料處理劑，但由于二甲基有機硅部分的折射率較低，因此不適于獲得具有高折射率 的組合物。相似地，專利文獻4(日本未經(jīng)審查的專利申請公布No. 2010-241935)中提出了 使用以硅鍵合的烷氧基甲硅烷基乙基基團作為側(cè)鏈的基于二甲基有機硅的填料處理劑，但 由于二甲基有機硅部分的折射率較低，因此不適于獲得具有高折射率的組合物。
[0006] 另一方面，專利文獻5(日本未經(jīng)審查的專利申請公布No.2010-195646)中提出 了由包含硅烷化合物的表面改性劑處理過的金屬氧化物微顆粒，所述硅烷化合物具有包含 4至20個碳原子的烯基基團，但存在的問題是金屬氧化物顆粒在經(jīng)過該處理之后具有較差 熱穩(wěn)定性。
[0007] 另外，在專利文獻6 (日本未經(jīng)審查的專利申請公布No. 2010-144137)中提出了有 機硅樹脂組合物，該有機硅樹脂組合物通過對在分子末端或側(cè)鏈具有烷氧基甲硅烷基基團 的有機硅衍生物以及在微顆粒表面具有反應(yīng)性官能團的金屬氧化物微顆粒進行聚合反應(yīng) 獲得，其中烷氧基甲硅烷基基團為以烷氧基基團和芳族基團作為直接鍵合至硅的官能團的 甲硅烷基基團。然而，由于烷氧基基團和芳族基團存在于相同硅原子上，因此該烷氧基甲硅 烷基基團與微顆粒的表面上的反應(yīng)性官能團的反應(yīng)性較低，由此導(dǎo)致難以實現(xiàn)足夠改性效 果的問題。
[0008] 另外，在專利文獻7(W010026992)中，給出了在末端具有乙烯基基團和三甲氧基 甲硅烷基乙基基團的二苯基二甲基有機硅作為組合物中含有機硅鏈的分散劑的例子，該組 合物具有用含有機硅鏈的分散劑和有機硅樹脂處理過的金屬氧化物微顆粒。該分散劑具有 安全問題，因為在引入三甲氧基甲硅烷基基團時必需使用毒性非常高的三甲氧基硅烷。另 夕卜，該物質(zhì)還不能令人滿意地用于使光學(xué)精細構(gòu)件的表面改性從而具有疏水性、精細分散 性和分散穩(wěn)定性，并且關(guān)于最終獲得的有機硅樹脂的折射率并不令人滿意。
[0009] 現(xiàn)有摶術(shù)f獻
[0010] 專利f獻
[0011] 專利文獻1 :日本未經(jīng)審查的專利申請公布No. 2000-327784
[0012] 專利文獻 2 :W02009/022621
[0013] 專利文獻3 :日本未經(jīng)審查的專利申請公布No. 2011-026444
[0014] 專利參考文獻4 :日本未經(jīng)審查的專利申請公布No. 2010-241935
[0015] 專利參考文獻5 :日本未經(jīng)審查的專利申請公布No. 2010-195646
[0016] 專利文獻6 :日本未經(jīng)審查的專利申請公布No. 2010-144137
[0017] 專利文獻 7 :W02010/026992

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018] 摶術(shù)問題
[0019] 本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種光學(xué)材料的新型表面處理劑。更具體地講，本發(fā)明的目 標(biāo)是提供一種光學(xué)材料的表面處理劑，其具有極佳熱穩(wěn)定性以及與其他可固化樹脂的親和 力，并且可例如根據(jù)需要對光學(xué)精細構(gòu)件的表面進行疏水改性，并可具體地講使疏水性樹 脂中的精細分散性和分散穩(wěn)定性顯著改性。本發(fā)明的另一目標(biāo)是提供一種包含構(gòu)件的光學(xué) 材料，該構(gòu)件通過光學(xué)材料的該表面處理劑進行表面處理。
[0020] 問題的解決方案
[0021] 作為旨在實現(xiàn)上述目標(biāo)的深入研宄的結(jié)果，本發(fā)明人完成了本發(fā)明。即，本發(fā)明的 目標(biāo)通過包含有機硅化合物的光學(xué)材料的表面處理劑實現(xiàn)，該化合物具有直接或通過官能 團鍵合至硅原子的官能團，該官能團選自高極性官能團、含羥基基團的基團、含硅原子的可 水解基團或它們的金屬鹽衍生物；并且在分子中具有至少一個結(jié)構(gòu)，其中硅原子鍵合至其 他硅氧烷單元。具體地講，本發(fā)明的目標(biāo)更優(yōu)選地通過包含有機硅化合物的光學(xué)材料的表 面處理劑實現(xiàn)，該化合物在分子中具有恒定數(shù)目的其他疏水性硅氧烷單元并且具有直接或 通過單價或二價官能團鍵合至硅原子的官能團，該官能團選自高極性官能團、含羥基基團 的基團、含硅原子的可水解基團或它們的金屬鹽衍生物。
[0022] 此外，本發(fā)明的目標(biāo)優(yōu)選通過光學(xué)精細構(gòu)件和包含相同光學(xué)精細構(gòu)件的光學(xué)材料 實現(xiàn)，該構(gòu)件使用以上所述的光學(xué)材料的表面處理劑進行處理。相似地，本發(fā)明的目標(biāo)優(yōu)選 通過微粒光學(xué)精細構(gòu)件的制備方法實現(xiàn)，其中在其制備步驟（液相方法、固相方法或后處 理方法）中使用以上所述光學(xué)材料的表面處理劑。
[0023] 具體地講，本發(fā)明的目標(biāo)通過如下實現(xiàn)：
[0024] [1]包含有機硅化合物的光學(xué)材料的表面處理劑，該化合物具有：直接或通過化 合價為（n+1)(其中η為等于1或更大的數(shù)值）的官能團鍵合至硅原子的官能團，該官能團 選自高極性官能團、含羥基基團的基團、含硅原子的可水解基團或它們的金屬鹽衍生物；并 且在分子中具有至少一個結(jié)構(gòu)，其中硅原子鍵合至由R 13SiCV2 A12SiCV2 A1SiOv2和Si04/2表 示的任何硅氧烷單元（其中R 1為取代或未取代的單價烴基、氫原子、鹵素原子、羥基基團、 烷氧基基團或者通過化合價為（n+1)的官能團鍵合至硅原子的官能團，該官能團選自高極 性官能團、含羥基基團的基團、含硅原子的可水解基團或它們的金屬鹽衍生物）。
[0025] [2]根據(jù)[1]的光學(xué)材料的表面處理劑，其中有機硅化合物在分子中具有由下式 表示的至少一個結(jié)構(gòu)并且在分子中具有2至1，000個硅原子。
[0026]
【主權(quán)項】
1. 一種包括有機硅化合物的光學(xué)材料的表面處理劑，所述化合物具有： 直接或通過化合價為（n+1)(其中n為等于1或更大的數(shù)值）的官能團鍵合至硅 原子的官能團，所述官能團選自高極性官能團、含羥基基團的基團、含硅原子的可水解基 團或它們的金屬鹽衍生物；并且在分子中具有至少一個結(jié)構(gòu)，其中所述硅原子鍵合至由 1^10 1/2, #如02/2,1?%03/2和SiO 4/2表示的任何硅氧烷單元（其中R 1為取代或未取代的單 價烴基、氫原子、鹵素原子、羥基基團、烷氧基基團或者通過化合價為（n+l)的官能團鍵合 至硅原子的官能團，所述官能團選自高極性官能團、含羥基基團的基團、含硅原子的可水解 基團或它們的金屬鹽衍生物）。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)材料的表面處理劑，其中所述有機硅化合物在分子中具 有由下式表示的至少一個結(jié)構(gòu)并且在分子中具有2至1，000個硅原子：
其中Z為硅原子或化合價為（n+l)