[发明专利]聚硅氮烷组合物以及具有该固化材料的涂覆成形制品

说明书

技术领域

本发明涉及含有聚硅氮烷组合物以及防止固化时着色的特定紫外线吸收剂的组合物，以及具有从该组合物固化物形成的紫外吸收性能优秀的层的涂覆成形品。

技术背景

硅膜作为耐热性、耐磨耗性、耐蚀性、绝缘性好的膜，可用于各种用途。以前，形成硅膜的方法有CVD法、溶液-凝胶法、PVD法等，但是最近，已经开发出涂布并固化聚硅氮烷等前体聚合物的方法。

获得固化膜的通常方法是将紫外线吸收剂加入聚硅氮烷中，以使从聚硅氮烷形成的硅膜具有紫外线吸收性质。日本专利公开公报平7-252453中揭示了加入诸如氧化锌等无机紫外线吸收剂作为紫外线吸收剂的方法。

然而，上述日本专利公开公报平7-252453中记载的方法有组合物稳定性不够、且固化物透明度不够的问题。

另一方面，当用有机紫外线吸收剂作为紫外线吸收剂时，组合物的稳定性没有问题，固化物不产生雾度，但是当采用通常的二苯甲酮紫外线吸收剂或苯并三唑紫外线吸收剂时，固化物会产生发黄的问题。

本发明的目的是提供吸收紫外线性能优良、硬化时着色少的聚硅氮烷组合物以及基材表面上形成该固化物的涂覆的成形制品。

发明揭示

为了解决上述着色问题，本发明者作了深入地研究，发现利用具有特定构造的紫外线吸收剂可以避免该着色问题，从而完成了本发明。

因此，本发明的一个特征是聚硅氮烷组合物含有聚硅氮烷以及分子内有三嗪骨架的紫外线吸收剂。聚硅氮烷组合物最好还含有具有至少一个可聚合官能团的化合物。该化合物宜为具有2个以上可聚合官能团的多官能化合物。另外，可聚合官能团宜有活性能量射线固化性。

根据上述发明，得到紫外线吸收性好而且固化时着色少的聚硅氮烷组合物。

本发明另一个特点是具有基材以及一层上述聚硅氮烷组合物固化物的涂覆成形制品，其中在至少一部分基材表面上形成了聚硅氮烷组合物的固化物层。

上述聚硅氮烷组合物的固化物层宜通过置于室温、加热或用活性能量射线辐照来形成。由于固化时着色的抑制效果很好，因此最好是用紫外线照射来形成该层。

根据上述发明，得到了在基材表面至少一部分上有紫外线吸收性好而且没有着色的透明固化物层的涂覆的成形制品。

发明实施最佳方式

聚硅氮烷是具有至少2个(-Si-N-)重复单元的聚合物。硅原子(四价)的其余2个键或氮原子(三价)的其余1个键分别与氢原子或有机基团(如烷基)结合。

用于本发明的聚硅氮烷可以仅仅含有上述重复单元的线状结构，也可含有硅原子的其余两个键之一或两者与氮原子的其余一个键结合形成的环状结构。

聚硅氮烷在氧气存在下分解，氮原子被氧原子取代，形成二氧化硅，充分固化的聚硅氮烷固化物变成基本上不含氮原子的二氧化硅。与从可水解的硅烷化合物形成的二氧化硅相比，从聚硅氮烷形成的二氧化硅形成了更致密的二氧化硅。例如，全氢聚硅氮烷形成的二氧化硅比从四烷氧基硅烷形成的二氧化硅更致密，且诸如耐磨性等表面性质优良。

因此，本发明中所用的聚硅氮烷宜为基本上不含有机基团的聚硅氮烷(全氢聚硅氮烷)、硅原子与烷氧基等可水解基团结合的聚硅氮烷、硅原子与烷基等有机基团结合的聚硅氮烷。其中，全氢聚硅氮烷是特别佳的，因为其固化温度低，固化后获得的固化物致密。

另一方面，在硅原子与烷基、三甲基甲硅烷基等有机基团结合的聚硅氮烷情况下，含有从该聚硅氮烷形成的有机基团的二氧化硅在诸如耐磨性等表面性质方面比从全氢聚硅氮烷形成的二氧化硅差，但是由于它提供了坚韧的固化物，因此根据其用途它有时比全氢聚硅氮烷更宜采用。

在硅原子与有机基团结合的聚硅氮烷中，有机基团宜为烃基团或卤化烃基团，特别佳的是烷基等烃基。这些有机基团的碳原子数没有特别限制，但是宜有较少的碳原子数，碳原子数宜在20以下，更佳的在4以下。

另外，聚硅氮烷可以具有上述链状、环状或交联结构，一个分子内也可同时有多个结构。聚硅氮烷组合物可用单独一种聚硅氮烷，或两种以上的聚硅氮烷混合物。

另外，聚硅氮烷的数均分子量宜为200-50000。数均分子量不满200，则难以获得均一的固化物；数均分子量超过50000，则聚硅氮烷难以溶解在溶剂中，因此不好。

本发明的聚硅氮烷组合物含有分子内有三嗪骨架的紫外线吸收剂(下称“紫外线吸收剂(a)”)作为必要组分。

如上所述，当采用以往采用的二苯甲酮型紫外线吸收剂或苯并三唑型紫外线吸收剂时，聚硅氮烷固化时产生着色，该着色程度在聚硅氮烷通过紫外线辐照来固化时特别显著。另一方面，当采用紫外线吸收剂(a)时，几乎没有这样的着色。