專利名稱：：鏡片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及鏡片，生產(chǎn)鏡片的方法，以及環(huán)己基二烯丙基酯類低聚物在鏡片生產(chǎn)中的應(yīng)用。最近，在光學(xué)元件，例如窗戶、棱鏡、照相機、電視屏幕、望遠鏡和鏡片中，有機玻璃已經(jīng)取代了無機玻璃的位置。術(shù)語鏡片是指校正型透鏡和非校正型透鏡如太陽鏡。有機玻璃具有幾點優(yōu)點，包括輕質(zhì)和良好的安全性，例如它比無機玻璃具有更好的耐沖擊性。有機玻璃中的傳統(tǒng)材料包括聚苯乙烯樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯和聚碳酸酯。然而，這些聚合物各自具有一定的缺點。例如，聚甲基丙烯酸甲酯易于發(fā)生高水分吸收，這樣會改變其形狀和折射率。同樣的，聚苯乙烯樹脂和聚碳酸酯具有容易產(chǎn)生雙折射、散光和隨時間透明度降低等缺陷。并且，聚甲基丙烯酸甲酯和聚苯乙烯既不具有抗刮性，也不具有耐溶劑性。由多羥基醇的聚烯丙基碳酸酯的自由基聚合生成的產(chǎn)物制成的有機玻璃同樣已經(jīng)公開，比如在歐洲專利申請書0473163中。這些聚合物沒有上述的問題，但是，當在鏡片中使用多羥基醇的聚烯丙基碳酸酯時，又出現(xiàn)了新的問題，這就是模塑損傷問題。模塑損傷就是在鏡片形成的模具的開口上形成的鏡片損傷。WO96/24865講授了鄰苯二甲酸二烯丙基酯類低聚物在鏡片的固化組合物中應(yīng)用，從而降低在該鏡片生產(chǎn)中造成的模塑損傷。本發(fā)明的目標就是提供一種改良的鏡片，這種鏡片在生產(chǎn)時并沒有顯著的模塑損傷。本發(fā)明涉及一種鏡片，它是由一種組合物的固化產(chǎn)品組成的，該種組合物含有下列組分●多羥基醇的聚烯丙基碳酸酯，其重量百分比為60-99％，該多羥基醇分子中含有2-20個碳原子和2-6個羥基；●至少一種自由基引發(fā)劑，其重量百分比為0.01-10％；●0-20％重量的共聚單體；和●環(huán)己基二烯丙基酯類低聚物，其重量百分比為0.05-60％，具有以下分子式I在此，X表示由含有2-20個碳原子的二醇衍生的二價烴殘基，由含有3個或多于3個的碳原子和3-10個羥基的多元醇衍生的殘基非必須地部分替代，而且n＝1-100。根據(jù)本發(fā)明，在鏡片的生產(chǎn)過程中降低了模塑損傷，而其它性質(zhì)，比如鏡片硬度和折射率都沒有受到顯著的影響。在當今使用多羥基醇的聚烯丙基碳酸酯制備鏡片的工業(yè)中，模具僅僅適用于那些用來生產(chǎn)具有相當?shù)拇_定了指標的鏡片的組合物。當使用這些模具時，折射率的變化就會導(dǎo)致鏡片焦強的變化。用來生產(chǎn)高折射率鏡片的組合物要求使用不同的模具以獲得同一焦強的鏡片。因此，如果不限制生產(chǎn)的鏡片的折射率(這樣就不必改變模具)，通過引入一定低聚物和非必須的共聚單體也不能獲得鏡片性能的改進。并且，根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的鏡片具有很低的收縮度。一定的鏡片類型由于幾何曲率而聚集一定的內(nèi)部應(yīng)力。這一點在高的正透鏡中尤其明顯，雖然其它類型的鏡片也可能產(chǎn)生與固化中應(yīng)力聚集有關(guān)的各種問題。減小收縮度是減少應(yīng)力聚集引起的許多缺陷的一種方式。關(guān)于這些缺陷舉例如下鏡片從模具中的提前脫模，固化過程和脫模過程中的裂開和鏡片生成后觀察到的各種染色失敗。本發(fā)明的鏡片的優(yōu)選折射率是在1.497-1.499的范圍內(nèi)。環(huán)己基二烯丙基酯類優(yōu)選聚〖氧(甲基-1，2-乙烷二基)氧羰基1，4-環(huán)己基羰基〗α-〖4-((2-丙烯基氧)羰基)苯甲酰基〗ω-(2-丙烯基氧)，即是公式I所示的低聚物，在此X表示甲基-1，2-乙烷二基。本發(fā)明的第二方面提供了制備上述鏡片的方法，包括對可固化組合物的聚合澆鑄步驟，這組合物的組成如下●至少一種多羥基醇的聚烯丙基碳酸酯，其重量百分比為60-99％，該多羥基醇分子中含有2-20個碳原子和2-6個羥基；●至少一種自由基引發(fā)劑，其重量百分比至10％；和●0-20％重量的共聚單體，在30-100℃下維持0.5-100個小時，在此聚合澆鑄是在重量百分比為0.05-60％的環(huán)己基二烯丙基酯類低聚物存在的情況下完成的，其分子式如下在此，X表示由含有2-20個碳原子的二醇衍生的二價烴殘基，由含有3個或多于3個的碳原子和3-10個羥基的多元醇衍生的殘基非必須地部分替代，而且n＝1-100。多羥基醇的聚烯丙基碳酸酯可以或者以單體的形式使用，或者以低聚物的形式使用。單體通常通過使用氯甲酸酯獲得。通過這種方式，在堿的存在情況下，二甘醇雙(氯甲酸酯)和烯丙醇反應(yīng)就可以獲得二甘醇二烯丙基碳酸酯，如Kirk-Othmer的《化學(xué)技術(shù)百科全書》(第三版，JohnWiley&Sons，1978，第二卷，第111頁)所述。多羥基醇的聚烯丙基碳酸酯的單體和低聚物可以通過二烯丙基碳酸酯和多羥基醇發(fā)生酯基轉(zhuǎn)移反應(yīng)生成，如在歐洲專利申請書0035304中所述。這樣，單體或單體混合物以及低聚物就可以獲得，其組成是由二烯丙基碳酸酯和多羥基醇的配比決定的。同樣，通過使二烯丙基碳酸酯和多羥基醇混合物發(fā)生酯基轉(zhuǎn)移反應(yīng)也可以生成多羥基醇的聚烯丙基碳酸酯混合物。本發(fā)明中也包含這些多羥基醇的聚烯丙基碳酸酯混合物。本發(fā)明中制備鏡片優(yōu)選多羥基醇的聚烯丙基碳酸酯的單體。使用在分子中含有2-20個碳原子和2-6個羥基的多羥基醇制備多羥基醇的聚烯丙基碳酸酯。這些醇的實例有乙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇，1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、新戊二醇、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇、1，4-二羥甲基環(huán)己烷、4，8-雙(羥乙基)三環(huán)(5，2，1，02.6)癸烷、α，α’-苯二甲醇、1，4-雙(羥乙基)甲苯、2，2-(雙(4-羥乙基)苯基)丙烷、季戊四醇、三羥甲基丙烷、雙季戊四醇、雙三羥甲基丙烷、三(羥乙基)異氰脲酸酯。優(yōu)選下列多羥基醇二甘醇、1，4-二羥甲基環(huán)己烷、季戊四醇和三(羥乙基)異氰脲酸酯。二醇包括下面的例子乙二醇、1，2-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、1，4-二羥甲基環(huán)己烷、1，3-丁二醇、新戊二醇、1，3-環(huán)己二醇、對二甲苯二醇、苯代乙二醇和其它脂族二醇、芳香族二醇。本發(fā)明優(yōu)選支鏈二醇，而不是線性二醇。支鏈二醇的例子包括1，2-丙二醇、1，3-丁二醇、新戊二醇、2，3-丁二醇、1，4-戊二醇、1，3-戊二醇、1，2-戊二醇、2，3-戊二醇、2，4-戊二醇、1，5-己二醇、1，4-己二醇、1，3-己二醇、1，2-己二醇、2，3-己二醇、2，4-己二醇、2，5-己二醇和3，4-己二醇。多元醇的例子包括脂族三元醇，比如丙三醇和三羥甲基丙烷，脂族多元醇，比如季戊四醇和山梨醇。非必須的共聚單體在可固化的組合物中的重量百分比可以達到20％。這些共聚單體可以是丙烯酸型、乙烯基型或者烯丙基型的。其例子包括如下丙烯酸甲酯，異丁烯酸甲酯、異丁烯酸苯酯、醋酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯、間苯二甲酸二烯丙基酯、對苯二甲酸二烯丙基酯、己二酸二烯丙基酯和三烯丙基異氰脲酸酯。本發(fā)明的組合物中也含有0.01-10％(重量百分比)的聚合引發(fā)劑。這一引發(fā)劑必須能夠溶于要固化的組合物中的其它組分中，并且能夠在溫度為30-約100℃的范圍內(nèi)產(chǎn)生自由基。這些引發(fā)劑的一些非限制性的例子是有機過氧化物和過碳酸酯引發(fā)劑，尤其是雙異丙基過雙碳酸酯、雙環(huán)己基過雙碳酸酯、二仲丁基過雙碳酸酯、雙苯甲?；^氧化物和叔丁基過苯甲酸酯。本發(fā)明的聚合引發(fā)劑在組合物中的重量百分比的優(yōu)選范圍為1-8％。組分中也可能含有一種或多種常用添加劑作為紫外光吸收劑、脫模劑、染料、顏料、紅外光吸收劑等等，其優(yōu)選的重量百分比范圍為不超過1％。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了下式I的環(huán)己基二烯丙基酯類低聚物在鏡片的制備過程中的應(yīng)用在此X表示由含有2-20個碳原子的二醇衍生的二價烴殘基，由含有3個或多于3個的碳原子和3-10個羥基的多元醇衍生的殘基非必須地部分替代，而且n＝1-100，所述鏡片含有組合物的固化產(chǎn)品，所述組合物包含多羥基醇的聚烯丙基碳酸酯，所述多羥基醇分子中含有2-20個碳原子和2-6個羥基，和包含自由基引發(fā)劑和非必須的共聚單體，該應(yīng)用使制備鏡片過程中明顯地降低了模塑損傷和收縮度。該二烯丙基酯類低聚物在鏡片中的優(yōu)選使用量是足夠保證收縮度比不使用二烯丙基酯類低聚物觀察到的收縮度至少減少10％。根據(jù)本發(fā)明制備的鏡片優(yōu)選的收縮度低于20％，更優(yōu)選收縮度低于15％，最優(yōu)選收縮度則低于12.5％。收縮度是由起始單體和結(jié)果聚合物的密度差別決定的。本發(fā)明將通過下述實施例進行進一步的說明。模塑損傷是由于固化聚合物粘附到玻璃模具上導(dǎo)致的?？梢酝ㄟ^張力試驗機的幫助測量固化聚合物和玻璃模具之間的粘附力。為此目的，在兩層平行玻璃板之間進行單體組分的聚合，這兩層玻璃板是由PVC環(huán)連接在一起的。在聚合完成后，除去PVC環(huán)，然后在張力檢測機上將上層玻璃板從一端拉松。這就生成了拉伸-伸長圖(如圖1所示)，其縱坐標為將兩片玻璃板彼此拉開所需要的力，橫坐標為伸長百分比。關(guān)于對玻璃模具粘附力的一個很好的參數(shù)是全部脫模能量(E-total)。它即是上述圖下面的面積。實施例1-4和對比實施例A-D將二甘醇雙烯丙基碳酸酯(Nouryset200，購自AkzoNobel)，環(huán)己基二烯丙基酯類低聚物(CH-AEO，請參照下面的解釋)和重量百分比為2.7％的雙異丙基過二碳酸酯(IPP)混合起來，全部混合物加起來為100％，這樣就可以獲得一澄清的均勻溶液?；旌衔锶缓笤?0毫巴下15分鐘脫氣，直到氣體完全放出為止。玻璃模具就采用這些混合物進行填充。然后放入烘箱，烘箱中的溫度從45℃呈指數(shù)上升到80℃，在此過程中，聚合反應(yīng)發(fā)生，每21個小時為一個聚合周期。在對比實施例B、C、和D中，使用對苯二甲酸二烯丙基酯類低聚物(Tp-AEO，以下有解釋)代替了CH-AEO。CH-AEO＝環(huán)己基二烯丙基酯類低聚物，購自ShowaDenko，聚〖氧(甲基-1，2-乙烷二基)氧羰基1，4-環(huán)己基羰基〗α-〖4-((2-丙烯基氧)羰基)苯甲酰基〗ω-(2-丙烯基氧)，即是分子式1所示的低聚物其中X代表甲基-1，2-乙烷二基。Tp-AEO＝對苯二甲酸二烯丙基酯類低聚物，購自ShowaDenko，聚〖氧(甲基-1，2-乙烷二基)氧羰基1，4-亞苯基羰基〗α-〖4-((2-丙烯基氧)羰基)苯甲?；溅?(2-丙烯基氧)。表1列出了發(fā)生聚合反應(yīng)的組合物，提及到在組合物中出現(xiàn)的CH-AEO或Tp-AEO的數(shù)量和制備的鏡片的性質(zhì)，巴科爾硬度(BH)，F(xiàn)形開口(F-open)、全部脫模能量(E-total)和折射率(RI)。表1表1中的全部脫模能量的結(jié)果表明有由本發(fā)明的組合物制成的鏡片的脫模能有顯著降低，因此就會減少模塑損傷，即使在很低的CH-AEO濃度效果也很明顯，同時還不會不利地改變鏡片的其它性質(zhì)，比如巴科爾硬度和折射率。對比實施例B和D的結(jié)果表明減少同樣程度的模塑損傷需要5-10倍的Tp-AEO。而且，由于組合物中出現(xiàn)芳香族分子而不利地影響了折射率。實施例5和對比實施例E和F組合物根據(jù)實施例1-4中提及的步驟進行準備。結(jié)果如表2所列。表2表2的結(jié)果表明高含量的CH-AEO對折射率的影響是可以忽略的。而高含量的Tp-AEO對折射率的影響則是不可接受的。實施例6為了調(diào)查收縮度所受的影響，根據(jù)表3所列制備聚合物組合物，步驟同實施例1-4所述的相同。收縮數(shù)據(jù)通過測量密度然后根據(jù)下式計算所得表3</tables>本發(fā)明并不限于上面所述，下述的權(quán)利要求決定了請求的權(quán)利。權(quán)利要求1.包含組合物的固化產(chǎn)品的鏡片，所述組合物含有●多羥基醇的聚烯丙基碳酸酯，其重量百分比為60-99％，該多羥基醇分子中含有2-20個碳原子和2-6個羥基；●至少一種自由基引發(fā)劑，其重量百分比為0.01-10％；●0-20％重量的共聚單體；和●環(huán)己基二烯丙基酯類低聚物，其重量百分比為0.05-60％，具有以下分子式I在此，X表示由含有2-20個碳原子的二醇衍生的二價烴殘基，由含有3個或多于3個的碳原子和3-10個羥基的多元醇衍生的殘基非必須地部分替代，而且n＝1-100。2.根據(jù)權(quán)利要求1的鏡片，其中該組合物中的環(huán)己基二烯丙基酯類低聚物的重量百分比含量不超過20％。3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2的鏡片，其中該組合物中的環(huán)己基二烯丙基酯類低聚物的重量百分比含量不超過15％。4.根據(jù)前面所述的任意權(quán)利要求的鏡片，其中該組合物中的環(huán)己基二烯丙基酯類低聚物的重量百分比的范圍為0.05-5％，優(yōu)選范圍為0.1-2％，其最優(yōu)選范圍為0.1-0.5％。5.根據(jù)前面所述的任意權(quán)利要求的鏡片，其中X代表下列基團6.根據(jù)前面所述的任意權(quán)利要求的鏡片，具有折射率范圍為1.497-1.505，優(yōu)選范圍為1.497-1.499。7.根據(jù)前面所述的任意權(quán)利要求的鏡片，具有的巴科爾硬度至少為28。8.根據(jù)前面所述的任意權(quán)利要求的鏡片，其中多羥基醇的多烯丙基碳酸酯在組合物中以單體的形式存在。9.根據(jù)權(quán)利要求8的鏡片，其中多羥基醇的多烯丙基碳酸酯的單體是二甘醇雙烯丙基碳酸酯(Nouryset200，購自AkzoNobel)。10.根據(jù)前面所述的任意權(quán)利要求的鏡片，其中自由基引發(fā)劑是二異丙基過二碳酸酯。11.根據(jù)前面所述的任意權(quán)利要求的鏡片，其顯示的收縮度小于20％，優(yōu)選收縮度小于15％，最優(yōu)選收縮度小于12.5％。12.制備折射率為1.497-1.505之間的鏡片的方法，包括對可固化組合物的聚合澆鑄步驟，所述組合物含有●至少一種多羥基醇的聚烯丙基碳酸酯，其重量百分比為60-99％，該多羥基醇分子中含有2-20個碳原子和2-6個羥基；●至少一種自由基引發(fā)劑，其重量百分比為0.01-10％；和●0-20％重量的共聚單體，在30-100℃下維持0.5-100個小時，其中聚合澆鑄是在重量百分比為0.05-60％的環(huán)己基二烯丙基酯類低聚物存在的情況下完成的，其分子式如下13.下式I的環(huán)己基二烯丙基酯類低聚物在鏡片的制備過程中的應(yīng)用在此X表示由含有2-20個碳原子的二醇衍生的二價烴殘基，由含有3個或多于3個的碳原子和3-10個羥基的多元醇衍生的殘基非必須地部分替代，而且n＝1-100，所述鏡片含有組合物的固化產(chǎn)品，所述組合物包含多羥基醇的聚烯丙基碳酸酯，所述多羥基醇分子中含有2-20個碳原子和2-6個羥基，和包含自由基引發(fā)劑和非必須的共聚單體，該應(yīng)用使制備鏡片過程中明顯地降低了模塑損傷。14.通過權(quán)利要求12的方法獲得的根據(jù)前面所述的權(quán)利要求1-11中任一項的鏡片。全文摘要本發(fā)明涉及到一種鏡片,這種鏡片含有一種組合物的固化產(chǎn)品,該組合物的組成如下:多羥基醇的聚烯丙基碳酸酯,其重量百分比為60－99%,該多羥基醇分子中含有2－20個碳原子和2－6個羥基;至少一種自由基引發(fā)劑,其重量百分比為0.01－10%;0－20%重量的共聚單體;和環(huán)已基二烯丙基酯類低聚物,其重量百分比為0.05－60%,具有以下分子式(Ⅰ),其中,X表示由含有2－20個碳原子的二醇衍生的二價烴殘基,由含有3個或多于3個的碳原子和3－10個羥基的多元醇衍生的殘基非必須地部分替代,而且n=1－100。文檔編號C08L31/06GK1276877SQ98810318公開日2000年12月13日申請日期1998年9月17日優(yōu)先權(quán)日1997年9月30日發(fā)明者W·鮑斯,R·H·布里威爾德,M·E·范德贊鄧申請人:阿克佐諾貝爾公司